KR20010038434A - 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법 - Google Patents

컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법 Download PDF

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Abstract

여기에 개시된 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법은 하드 디스크 파워 다운 드라이버를 이용하여 하드 디스크의 입출력 동작을 검출하고, 하드 디스크가 사용중이 아닐 때는 하드 디스크를 파워 다운한다. 본 발명에 의한 상기 파워 다운 드라이버는 소프트웨어로 구성되기 때문에 칩 세트에 따라 매번 다르게 코드를 작성해 주지 않아도 된다. 뿐만 아니라, 상기 파워 다운 드라이버는 수시로 하드 디스크의 입출력 상태를 검출하기 때문에, 노트북 컴퓨터에 구비된 배터리의 전력 소모를 줄일 수 있다.

Description

컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법{A HARD DISK POWER DOWN METHOD FOR REDUCING POWER CONSUMPTION OF A COMPUTER SYSTEM}
본 발명은 컴퓨터 시스템의 전원절약 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 하드 디스크 드라이버의 사용시에만 하드 디스크를 파워 온 시키는 전원절약용 윈도우즈 드라이버에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터 시스템(10)의 구조를 간략하게 보여주기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 노트북 컴퓨터 시스템(10)은 크게 CPU(central processing unit ; 11), 호스트-PCI 브릿지(Host-PCI bridge ; 12), BIOS(13), PCI-IDE 컨트롤러(PCI-IDE controller ; 14), 그리고 하드 디스크(hard disk ; 15)로 구성된다. 상기 호스트-PCI 브릿지(12)는, 메모리(memory), 캐쉬(cache), PCI 버스 등(미 도시됨)을 제어한다. 상기 PCI-IDE 컨트롤러(14)는 호스트-PCI 브릿지(12)에 연결된 PCI 장치로서, 하드 디스크(15)를 제어한다. 그리고, 상기 BIOS(13)는 일정 시간 동안 하드 디스크(15)에서 입출력 동작이 수행되지 않으면 하드 디스크(15)를 파워 다운 시키는 역할을 수행한다.
일반적으로 노트북 컴퓨터 시스템(10)들은, 노트북 컴퓨터에 구비된 배터리의 사용 시간을 늘리기 위해 BIOS(13)를 통해 하드 디스크(15)를 파워 다운 상태로 놓는다. 이를 구현하기 위해 BIOS(13)는 메인 칩 세트가 하드 디스크(15)를 억세스 했는지 여부를 체크하기 위한 레지스터를 가져야 한다. BIOS(13)에서는 일정시간 동안 하드 디스크(15)에 대한 억세스가 있었는지를 검출해서 지정된 시간 동안 하드 디스크(15)에 억세스가 없으면 하드 디스크(15)를 사용하지 않는 것으로 판단하고, 하드 디스크(15)의 전원 상태를 대기(standby) 또는 슬립(sleep) 상태로 전환한다.
예를 들어, 하드 디스크(15)에 대기 명령어(standby command)가 입력되면 하드 디스크(15)는 파워 다운 상태로 들어가고, 이 상태에서는 약 0.3 와트 정도의 전력을 소모한다. 이러한 대기 상태에서 하드 디스크(15)가 억세스 되면, 하드 디스크(15)는 즉시 파워 온 상태로 되돌아간다.
그리고, 예를 들어, 하드 디스크(15)에 슬립 명령어(sleep command)가 입력되면 하드 디스크(15)는 파워 다운 상태로 들어가고, 이 상태에서는 약 0.1 와트 정도의 전력을 소모한다. 슬립 상태에서 파워 온 상태로 전환되려면 하드 디스크(15)에 소프트웨어 리셋(S/W reset)을 걸어주어야 한다. 하드 디스크(15)가 슬립 상태에 있는 경우 상기 리셋 기능은, 하드 디스크(15)의 억세스시 메인 칩 세트에서 제공하는 I/O 트랩(I/O trap) 기능을 이용하여 BIOS(13)를 통해 수행된다.
그러나, 기존의 노트북 컴퓨터 시스템(10)에 제공되는 방법을 이용하여 하드 디스크(15)의 파워 다운을 구현할 경우, 메인 칩 세트에 따라 매번 다르게 코드를 작성해 주어야 하는 문제가 발생한다. 뿐만 아니라 BIOS(13)는 OS(operating system)의 동작 상태를 알지 못하므로, 일정 시간동안 하드 디스크(15)에 억세스가 없으면 임의로 하드 디스크(15)를 파워 다운 시키게 된다. 따라서, 지정된 시간 이내에 한 번이라도 하드 디스크(15)의 억세스가 있으면 타이머가 재 가동되어 다시 상기 시간 동안 하드 디스크(15)의 억세스가 있는지 여부를 검출하게 되므로, 지정된 시간 이내에 한 번이라도 하드 디스크(15)가 억세스 되지 않을 때까지 파워 온 상태를 계속 유지하여야 한다.
상기와 같은 하드 디스크(15)는, 노트북 컴퓨터 시스템(10)에서 가장 전력을 많이 소모하는 장치 중의 하나로서, 앞에서 설명한 바와 같이 기존의 노트북 컴퓨터 시스템(10)에 제공되는 방법으로 하드 디스크(15)의 파워 다운을 구현할 경우, 하드 디스크(15)가 사용 중이 아니라 할 지라도 지정되어 있는 일정 시간 동안 파워 온 상태가 지속적으로 유지되어야 하므로, 불필요한 전력을 소모하는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 하드 디스크의 파워 다운을 위해 메인 칩 세트에 따라 매번 다르게 코드를 작성해 주지 않아도 될 뿐만 아니라, 불필요한 전력의 소모 없이 하드 디스크의 파워 다운 동작을 제어함으로써, 노트북 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄일 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터 시스템의 구조를 간략하게 보여주기 위한 블록도;
도 2는 일반적인 윈도우즈 I/O 드라이버의 계층 구조를 보여주기 위한 블록도;
도 3은 도 2에 도시된 VSD에 포함되는 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버의 구성을 간략하게 보여주기 위한 블록도;
도 4는 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버에 대한 윈도우즈의 처리 루틴을 보여주기 위한 블록도; 그리고
도 5는 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버의 동작 수순을 보여주기 위한 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : IO 수퍼바이저(IOS) 40 : Type-Specific 드라이버(TSD)
60 : 벤더-제공 드라이버(VSD) 60A : 하드디스크 파워 다운 드라이버
61 : VSD 등록 수단 62 : 하드 디스크 파워 다운 수단
63 : 리셋 수단 80 : 포트 드라이버
90 : 윈도우즈
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 방법은, 설정된 임의의 시간마다 상기 컴퓨터 시스템을 파워 다운하기 위한 드라이버를 구동시키는 단계와, 상기 드라이버에 의해 상기 컴퓨터 시스템에 구비된 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있는지 여부를 판별하는 단계와, 판별 결과 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있지 않으면 상기 드라이버에 의해 상기 컴퓨터 시스템을 파워 다운 하는 단계와, 판별 결과 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있으면 상기 구동 단계를 반복하는 단계, 그리고 상기 컴퓨터 시스템이 파워 다운 되어 있는 동안 입출력 요청이 발생되면 상기 입출력 요청에 응답해서 상기 드라이버를 통해 상기 컴퓨터 시스템을 파워 온 시키는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 하드 디스크는 대기 상태 또는 슬립 상태로 파워 다운 된다.
상기 드라이버는, 상기 컴퓨터 시스템의 동작을 운영하기 위한 운영 시스템의 입출력 수퍼바이저에 상기 드라이버를 등록하기 위한 등록 수단과, 상기 컴퓨터 시스템에 구비된 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있는지 여부를 검출해서, 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있지 않으면 상기 하드 디스크를 파워 다운하기 위한 명령어를 발생하기 위한 하드 디스크 파워 다운 수단, 그리고 상기 하드 디스크가 상기 슬립 상태로 파워 다운되어 있을 때 상기 입출력 요청이 발생되면 상기 하드 디스크를 파워 온 시키기 위한 리셋 수단을 포함한다. 그리고 상기 드라이버는, 상기 하드 디스크가 사용중이 아닐 때 상기 하드 디스크를 파워 다운시키기 위한 소프트웨어로서, 상기 컴퓨터 시스템을 구성하고 있는 하드웨어와 독립적으로 사용 가능하다.
(실시예)
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 신규한 하드 디스크 파워 다운 드라이버는, 하드 디스크의 입출력 동작을 검출하고, 하드 디스크가 사용중이 아닐 때는 하드 디스크를 파워 다운한다. 본 발명에 의한 상기 파워 다운 드라이버는 소프트웨어로 구성되기 때문에 칩 세트에 따라 매번 다르게 코드를 작성해 주지 않아도 된다. 뿐만 아니라, 상기 파워 다운 드라이버는 수시로 하드 디스크의 입출력 상태를 검출하기 때문에, 노트북 컴퓨터에 구비된 배터리의 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 2에는, 가장 일반적으로 사용되고 있는 운영 시스템(operating system ; OS) 중의 하나인 Microsoft사의 Windows 시리즈(이하, 윈도우즈라 칭함)의 디스크 I/O 관련 드라이버의 계층 구조가 간략하게 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 윈도우즈의 디스크 I/O 관련 드라이버(100)에는 I/O 수퍼바이저(Input/Output Supervisor ; 20), Type-Specific 드라이버(Type-Specific Driver ; 40), 벤더-제공 드라이버(Vendor-Supplied Driver ; 60), 그리고 포트 드라이버(Port Driver ; 80)가 포함된다.
I/O 수퍼바이저(IOS ; 20)는, 윈도우즈에서 디스크 관련 동작을 제어하는 상위 드라이버로서, 응용 프로그램 등으로부터의 디스크 억세스 요청을 관리한다. 그리고, Type-Specific 드라이버(TSD ; 40)는, 특정 클래스(class)의 디스크 장치를 관리하는 윈도우즈 드라이버로서, 여기에는 플로피 디스크와 하드 디스크를 관리하는 "DISKTSD.VXD"와 CD-ROM 드라이브를 관리하는 "CDTSD.VXD"와 같은 드라이버들이 포함된다. 벤더-제공 드라이버(VSD ; 60)는, 하드웨어(H/W) 또는 소프트웨어(S/W) 벤더(vendor)가 특정 기능 구현을 위해 윈도우즈의 디스크 I/O 계층에 끼워 넣는 드라이버이다. 그리고 포트 드라이버(80)는, 실제 디스크에 입출력 동작을 수행하는 윈도우즈 드라이버이다.
예를 들어, 윈도우즈에서 어떤 입출력 요청이 발생하면, IOS(20)는 이를 "IOP"라는 데이터 형태로 만들어 TSD(40), VSD(60) 및 포트 드라이버(80)로 전달한다. 하드웨어 또는 소프트웨어 벤더가 만든 VSD(60)는 모두 입출력 요청에 대한 "IOP" 데이터를 받을 수 있으므로, 이 때 여러 가지 동작을 미리 취할 수 있게 된다.
도 3은 도 2에 도시된 VSD(60)에 포함되는 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)의 구성을 간략하게 보여주기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)는, IOS(20)에 VSD(60)를 등록하기 위한 VSD 등록 수단(61), 하드 디스크가 사용중인지 여부를 검출하여 하드 디스크가 사용중이 아니면 하드 디스크를 파워 다운 시키기 위한 하드 디스크 파워 다운 수단(62), 그리고 하드 디스크가 슬립 상태일 때 입출력 요청이 발생하면 하드 디스크를 소프트웨어적으로 리셋시키기 위한 리셋 수단(63)을 포함한다. 이와 같은 구조를 가지는 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)는, 다른 VSD(60)들과 마찬가지로 "vxd" 라는 확장자를 가진 파일 형태로 "Windows＼system＼iosubsys" 디렉토리에 저장된다. 상기와 같은 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)의 처리 루틴은 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)에 대한 윈도우즈의 처리 루틴을 보여주기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 윈도우즈(90)는 상기 "Windows＼system＼iosubsys" 디렉토리에 저장되어 있는 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)를 로딩한다. 이후, 윈도우즈는 "Sys_Dynamic_Device_Init"라는 메시지를 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)로 발생한다. 이 때, 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)의 VSD 등록 수단(61)은 이 메시지를 훅(hook)해서 자신을 IOS(20)에 등록한다. 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)가 IOS(20)에 등록되면, IOS(20)는 "AEP_CONFIG_DCB"라는 비동기 이벤트를 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)로 발생한다. 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)의 하드 디스크 파워 다운 수단(62)은 상기 비동기 이벤트에 응답해서 "IOP" 데이터를 처리하기 위한 루틴을 IOS(20)에 등록한다. 이어서, 상기 하드 디스크 파워 다운 수단(62)은 윈도우즈(90)에서 발생되는 "AEP_4_SECS" 이벤트에 응답해서, ISO(20)에서 제공하는 "IOSIdleState"를 체크함에 의해 현재 하드 디스크가 사용중인지 여부를 검출한다. 이 때, 하드 디스크가 사용 중이 아니면 하드 디스크 파워 다운 수단(62)은 하드 디스크로 슬립 명령어(sleep command) 또는 대기 명령어(standby command)를 발생해서 하드 디스크를 파워 다운 시킨다.
이후, IOS(20)는, 입출력 요청이 있을 때마다 "IOP" 데이터를 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)의 리셋 수단(63)으로 발생한다. 만약 상기 하드 디스크가 슬립 모드 상태에 있다면, 상기 리셋 수단(63)에 의한 소프트웨어적인 리셋에 의해 하드 디스크가 파워 온 상태로 전환된다.
도 5는 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버의 동작 수순을 보여주기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 단계 S10에서는 컴퓨터 시스템이 부팅 동작 중에 있는지 여부를 판별한다. 판별 결과, 만약 컴퓨터 시스템이 부팅 동작 중이라면 수순은 단계 S12로 진행하여 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)의 실행 주기를 설정한다. 본 발명에서는 상기 드라이버(60A)에 의한 하드 디스크 파워 다운 루틴의 실행 주기를 4초로 설정한다. 이어서 단계 S14에서는, 설정된 시간(예를 들면, 4초)마다 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)를 로딩하고, 단계 S16에서는 하드 디스크가 입출력 동작 중인지 여부를 판별한다. 판별 결과 상기 하드 디스크가 입출력 동작 중이라면 하드 디스크는 동작 중이므로 수순은 다시 단계 S14로 되돌아가서 설정된 시간마다 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)를 로딩한다. 그리고, 상기 판별 결과, 만약 상기 하드 디스크가 입출력 동작 중이 아니라면 상기 하드 디스크는 슬립 모드 또는 대기 모드로 파워 다운 된다.
이어서, 단계 S20에서는 하드 디스크가 슬립 모드 상태인지 여부를 판별한다. 판별 결과, 만약 하드 디스크가 슬립 모드 상태이면, 수순은 다음 질문을 위한 단계 S22로 진행하여 입출력 요청이 발생하였는지 여부를 판별한다. 판별 결과, 입출력 요청이 발생하였으면 수순은 단계 S24로 진행한다. 단계 S24에서는 소프트웨어 리셋에 의해 하드 디스크의 상태를 파워 온 상태로 전환한 후 입출력 동작을 수행한다. 그리고, 수순은 "A"로 표기된 단계 S14로 되돌아간다. 그리고, 상기 판별 결과, 만약 입출력 요청이 발생하지 않았으면 수순은 단계 S26으로 진행하여 슬립 모드 상태를 유지한다. 그리고 수순은 다시 단계 S22로 되돌아가서 입출력 요청이 발생되었는지 여부를 판별한다.
상기 단계 S20에서의 판별 결과, 만약 하드 디스크가 슬립 모드 상태가 아니면, 즉 하드 디스크가 대기 모드 상태이면, 수순은 다음 질문을 위한 단계 S30으로 진행하여 입출력 요청이 발생하였는지 여부를 판별한다. 판별 결과, 입출력 요청이 발생하였으면 수순은 단계 S32로 진행하여 하드 디스크를 파워 온 상태로 전환한 후 입출력 동작을 수행한다. 그리고, 수순은 "A"로 표기된 단계 S14로 되돌아간다. 그리고, 상기 판별 결과, 만약 입출력 요청이 발생하지 않았으면 수순은 단계 S34로 진행하여 대기 모드 상태를 유지한다. 그리고 수순은 다시 단계 S30으로 되돌아가서 입출력 요청이 발생되었는지 여부를 판별한다.
이와 같은 수순에 의해, 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)는 미리 설정된 시간(예를 들면, 4초)마다 하드 디스크의 입출력 동작을 검출해서 입출력 동작이 이루어지지 않고 있을 때에는 하드 디스크를 파워 다운 시키고, 입출력 요청이 들어오면 즉시 하드 디스크를 파워 온 시킨다. 이와 같은 동작에 의해서, 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)는 불필요한 전력의 소모 없이 하드 디스크의 파워 다운 동작을 제어함으로써, 노트북 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄일 수 있다. 즉, 상기 노트북 컴퓨터 시스템은 하드 디스크가 사용 중일때만 파워 온 상태를 유지하고, 대부분의 상태를 대기 모드 상태 또는 슬립 모드 상태로 있게 되므로, 하드 디스크는 단지 0.1 내지 0.3 와트의 전력을 소모한다. 따라서, 배터리의 사용 시간을 증대시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의한 하드 디스크 파워 다운 드라이버(60A)는 기존의 하드 디스크 파워 다운 방법과 달리, 소프트웨어로 구성되어 하드웨어에 독립적으로 사용될 수 있다. 따라서, 하드 디스크의 파워 다운을 위해 메인 칩 세트에 따라 매번 다르게 코드를 작성해 주지 않아도 된다.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 하드 디스크의 파워 다운을 위해 메인 칩 세트에 따라 매번 다르게 코드를 작성해 주지 않아도 될 뿐만 아니라, 불필요한 전력의 소모 없이 하드 디스크의 파워 다운 동작을 제어함으로써, 노트북 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 방법에 있어서:
    설정된 임의의 시간마다 상기 컴퓨터 시스템을 파워 다운하기 위한 드라이버를 구동시키는 단계와;
    상기 드라이버에 의해 상기 컴퓨터 시스템에 구비된 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있는지 여부를 판별하는 단계와;
    판별 결과, 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있지 않으면 상기 드라이버에 의해 상기 컴퓨터 시스템을 파워 다운 하는 단계와;
    판별 결과, 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있으면 상기 구동 단계를 반복하는 단계; 그리고
    상기 컴퓨터 시스템이 파워 다운 되어 있는 동안 입출력 요청이 발생되면, 상기 입출력 요청에 응답해서 상기 드라이버를 통해 상기 컴퓨터 시스템을 파워 온 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 디스크는 대기 상태 또는 슬립 상태로 파워 다운 되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 드라이버는,
    상기 컴퓨터 시스템의 동작을 운영하기 위한 운영 시스템의 입출력 수퍼바이저에 상기 드라이버를 등록하기 위한 등록 수단과;
    상기 컴퓨터 시스템에 구비된 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있는지 여부를 검출해서, 상기 하드 디스크가 입출력 동작을 수행하고 있지 않으면 상기 하드 디스크를 파워 다운하기 위한 명령어를 발생하기 위한 하드 디스크 파워 다운 수단; 그리고
    상기 하드 디스크가 상기 슬립 상태로 파워 다운되어 있을 때, 상기 입출력 요청이 발생되면 상기 하드 디스크를 파워 온 시키기 위한 리셋 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이버는, 상기 하드 디스크가 사용중이 아닐 때 상기 하드 디스크를 파워 다운시키기 위한 소프트웨어로서, 상기 컴퓨터 시스템을 구성하고 있는 하드웨어와 독립적으로 사용 가능한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 전력 소모를 줄이기 위한 하드 디스크 파워 다운 방법.
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