KR20150143844A - 전자 시스템들의 적응적 요구/응답 에너지 관리를 위한 기법들 - Google Patents

전자 시스템들의 적응적 요구/응답 에너지 관리를 위한 기법들 Download PDF

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KR20150143844A
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미란 밀렌코비치
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Abstract

적응적 요구/응답 전력 관리를 위한 기법들이 설명된다. 배터리를 갖는 플랫폼의 전력 소비 및 배터리 충전 레벨이 스마트 전력 모듈을 이용하여 모니터링된다. 플랫폼에 대한 전력 소비 및 배터리 충전 레벨을 나타내는 정보가 원격 요구/응답 관리 디바이스에 제공된다. 원격 요구/응답 관리 디바이스 및 스마트 전력 모듈은 플랫폼의 하나 이상의 전력 소비 특성을 수정하는 명령을 수신한다. 플랫폼의 하나 이상의 전력 소비 특성은 명령에 응답하여 변경된다.

Description

전자 시스템들의 적응적 요구/응답 에너지 관리를 위한 기법들{TECHNIQUES FOR ADAPTIVE DEMAND/RESPONSE ENERGY MANAGEMENT OF ELECTRONIC SYSTEMS}
본 발명의 실시예들은 에너지 관리에 관련된다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 실시예들은 적응적 요구/응답 에너지 관리를 위한 기법들에 관련된다.
스마트 그리드(smart grid) 및 대안의 에너지 소스, 예를 들어, 바람 및 태양광은 종래의 에너지 소스, 예를 들어, 석탄 또는 천연 가스를 이용하는 경우와 같이 완전하게 소비되기 보다는 에너지 소비를 제어하는 메커니즘을 요구한다. 일부 편견들은 빌딩이 에너지 소비의 측면에서 넷-제로(net-zero) 또는 심지어 넷-포지티브(net-positive)일 것을 요구한다. 이러한 빌딩들에 대하여, 에너지 소비는 특정 에너지 예산(energy budget) 내에 있도록 제어될 수 있다. 그러나, 이러한 기법들은 불만족스러운 개별 경험을들 야기할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면들에서 한정이 아닌 예로써 도시되고, 첨부 도면들에서 같은 참조 번호들은 유사한 구성요소들을 지칭한다.
도 1은 본원에 설명된 기법들에 따라 관리될 수 있는 전자 디바이스들을 갖는 통합된 사이트 시스템(integrated site system)의 일 실시예의 블록도이다.
도 2는 본원에 설명된 동작을 제공하도록 활용될 수 있는 D/R 아키텍처의 블록도이다.
도 3은 활성 요구/응답 제어에 대한 플랫폼 컴포넌트들의 일 실시예의 블록도이다.
도 4는 전자 시스템의 일 실시예의 블록도이다.
도 5는 요구/응답 관리된 시스템 내의 플랫폼의 동작을 위한 기법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 6은 요구/응답 관리자의 동작을 위한 기법의 일 실시예의 흐름도이다.
하기의 설명에서, 복수의 특정 상세들이 기술된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이러한 특정 상세 사항들 없이 구현될 수 있다. 다른 경우들에서, 공지된 회로들, 구조들 및 기술들은 이러한 설명의 이해를 모호하게 하지 않기 위해 상세히 나타내지 않았다.
전력 소비 디바이스들(예를 들어, 컴퓨터 시스템들, 프린터들, 디스플레이들, 조명들)의 편성(fleet)의 에너지 소비에 대한 요구/응답(D/R) 관리를 위한 기법들이 본원에서 설명된다. 일 실시예에서, D/R 관리는 동적 에너지 프라이싱(dynamic energy pricing)의 맥락 내에서 사용되며, 또는 저장하거나 그리드에 피드백 할 필요없이 생성시에 이용가능한 로컬 재생가능(local renewable) 에너지를 활용하기 위해 사용된다.
시스템들을 원격으로 턴 온 및 턴 오프하도록 동작하는 다양한 편성 관리(fleet management) 해결책들이 존재한다. 이러한 해결책들은 본원에서 설명되는 관리 기법들에 비해 미숙하고 유연성이 없다. 이러한 이전의 해결책은 주로 시스템들을 턴 오프함으로써 에너지 소비를 제어하므로, 일시적으로 그들의 서비스들을 이용가능하지 않게 하고 사용자들을 불편하게 한다. 대조적으로, 본원에서 설명된 기법들은 제어 요건들을 충족하기 위해 그리드로부터 전기적 부하들을 제거하면서 "스마트 브릭들(smart bricks)" 및 배터리 전력을 활용하여 최종 사용자 서비스들(때로는, 저하될 수 있지만, 기능함)을 제공할 수 있다.
본원에 설명된 기법들은 D/R을 오피스 컴퓨팅 플랫폼(및 다른 디바이스들)으로 확장할 수 있고, 서비스 품질(QoS) 보장을 구비한 정밀(fine-grained) 그리드 에너지 소비 제어를 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 이것은 그룹 레벨 D/R 편성 관리자에 의해 세심히 조직화될 수 있다(orchestrated). 본원에서 제공된 예들은 일차적으로 에너지 저장 능력을 갖는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 배터리를 갖는 랩톱들, 다른 모바일 디바이스들, UPS(uninterruptable power supplies))으로 타겟으로 한다. 그러나, 본원에서 설명된 기법들은 이러한 디바이스들로 한정되지 않으며, 임의의 유형의 전자 시스템, 심지어 전력 저장 능력이 없는 것들(예를 들어, 프린터들, 스캐너들, 조명)에 적용가능하다.
본원에서 설명된 기법들은 다른 기존의 및/또는 최근의 관리 능력들과 결합하여 "요구/응답 준비성(demand/response readiness)"을 제공하여, 에너지 목표들을 충족해야 하는 고효율 빌딩들 내의 기업에 가치를 가져다 줄 수 있는 "그린 컴퓨팅(green computing)의 개념을 지원할 수 있다.
본원에서 설명된 다수의 전자 디바이스들(예를 들어, 컴퓨팅 시스템, 태블릿, 모바일 디바이스들)은 종합되어(aggregated) 일치된 D/R 액션들을 제공할 수 있다. 전체 시스템은 그룹 내의 디바이스들에 대한 개별적으로 보고된 추정치에 기초하여 특정된 시간의 기간 동안 제어된 디바이스들을 전력망(electrical grid)으로부터 분리함으로써 현재의 에너지 요구가 얼마나 많이 감소할 수 있는지에 대한 추정치를 연속적으로 집계할 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 제어가능한 디바이스는, 예를 들어, 현재의 배터리 충전 레벨, 현재의 에너지 소비 및/또는 QoS 요건들을 고려하여 그 자신의 추정치를 계산할 수 있다. D/R 액션이 요구되는 경우, 시스템은 그룹 레벨 응답을 세심하게 조직화할 수 있다.
이러한 접근법은 빌딩 또는 사이트 내의 모든 포함된 디바이스들로부터의 에너지 절감을 정확하게 추정하고 강제하는 그의 능력 때문에 D/R 관리자에게 이점을 제공하고, 심지어 디바이스들이 전력 그리드(power grid)로부터 접속해제되는 경우에 시기 적절하고 관리된 유용한 서비스들을 제공하는 것을 계속함으로써 사용자에게 이점을 제공할 수 있다. 추가의 효율성들은, 예를 들어, 여분의 풍력 또는 태양광 에너지가 존재하는 경우의 간격 동안에만 배터리들을 충전함으로써 배터리들의 충전을 제어하는 대안의 에너지 공급의 소스들로부터의 제어 신호들을 이용하여 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 관리된 플랫폼은 QoS 보장을 제공하는 동시에 자동화되고 끊김없는(seamless) D/R 능력을 제공하기 위해 편성 관리 해결책과 통신하는 능력을 갖는다. 일 실시예에서, 정책, 편성 관리자 및/또는 실시간 데이터 분석으로부터 신호에 의해 가이드되는 각각의 플랫폼 상의 "스마트 전력 모듈"은 전력 소비 거동(예를 들어, 배터리 충전, 밝기 설정)을 제어하고, 시스템이 그리드로부터의 전력을 수용해야 하는 시점 또는 시스템이 그리드로부터 분리되어야 하는 시점에 관한 결정을 행한다.
일 실시예에서, 정책들을 통해, 최소 시스템 가용성 및 성능이 보장되고 D/R 메커니즘의 적극성(aggressiveness)이 제어될 수 있다. 이러한 기법들은 사용자의 요구와 D/R 요건들을 균형맞추는 능력을 제공한다. 로컬 및 글로벌 최적화 모두가 이 D/R 아키텍처에 의해 지원될 수 있다.
일 실시예에서, 특정 시간의 지속기간 동안 사용자에 대해 시스템 가용성을 보장하기 위해, 이하의 능력들 중 하나 이상이 제공된다: 1) 플랫폼 상의 저장된 에너지(예를 들어, 배터리 충전 레벨)에 대한 추정치; 2) 예측된 작업부하 하에서의 플랫폼의 향후 에너지 소비에 대한 추정치; 3) 플랫폼 에너지 소비를 감소/제한하는 메커니즘들; 및/또는 4) 예상 에너지 소비과 이용가능한 에너지와 비교하고, 플랫폼 소비를 배터리를 충전하는 것을 트리거하는 및/또는 가능한 정도까지로 적응시킬 수 있는 메커니즘. 일 실시예에서, 향후 전력 소비에 대한 예측은 보수적인 안전 마진을 적용할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 예측된 작업부하 하에서의 플랫폼의 향후 에너지 소비에 대한 추정치는 비교적 높은 신뢰도의 간격으로 향후 에너지 소비에 대한 추정치를 획득하기 위해 스마트 전력 모듈에 의해 수집되는 이력 데이터로부터 학습하는 머신을 통해 달성될 수 있다. 시간에 따라, 이러한 추정치들은 정확도가 증가할 수 있고, QoS 메커니즘의 안전 마진들이 완화되도록 허용한다.
도 1은 본원에 설명된 기법들에 따라 관리될 수 있는 전자 디바이스들을 갖는 통합된 사이트 시스템의 일 실시예의 블록도이다. 일 실시예에서, 시스템은 DPTF(Dynamic Platform Thermal Framework) 및 POEM(Personal Office Energy Monitor)를 활용할 수 있다; 그러나, 본원에서 설명된 기법들은 이러한 특정 제품들 없이 구현될 수 있다. DPTF 및 POEM 모두는 캘리포니아, 산타 클라라 소재의 Intel 사로부터 이용가능하다.
도 1의 아키텍처는 플랫폼의 개별 사용자와, 빌딩 관리 시스템을 포함하는 빌딩 인프라스트럭처(infrastructure) 간의 양방향 통신을 허용한다. 이는 사용자에게 보다 나은 피드백뿐 아니라 에너지 소비의 보다 나은 종합 뷰(aggregate view)를 제공할 수 있다.
네트워크(100)는 다수의 전자 디바이스들 간의 상호접속을 제공한다. 네트워크(100)는 도 1예 예시되지 않은 임의의 수의 원격 디바이스들과의 통신을 제공할 수 있다. 네트워크(100)는, 예를 들어, 인터넷일 수 있다.
데이터베이스(DB) 서버(120)는 네트워크(100) 및 다른 시스템들과 결합될 수 있다. DB 서버(120)는 에너지 소비 데이터를 제공할 수 있는 빌딩 시스템들(예를 들어, HVAC, 전기적, 수압식(hydraulic)의, 자동화)로부터의 정보를 포함할 수 있거나, 그에 대해 액세스(예를 들어, 특정 액션들 또는 정보를 요청)할 수 있는 빌딩 관리 시스템(BMS)(140)과 또한 결합될 수 있다. DB 서버(120)는 BMS 인터페이스(122)를 통해 BMS(140)와 결합될 수 있고, 이는 하나 이상의 유선 및/또는 무선 인터페이스일 수 있다.
DB 서버(120)는, DB 서버(120)에 의해 검색된, DB 서버(120)로 전송된, 또는 다른 방식으로 DB 서버(120)에 의해 획득된 정보를 저장하는데 사용되는 데이터베이스(DB)(126)를 포함한다. 일 실시예에서, DB(126)은 도 1에서 예시된 컴포넌트들뿐 아니라 임의의 다른 컴포넌트들로부터 수집된 에너지 소비 정보를 저장한다. 외부 인터페이스(들)(128)은 DB 서버(120)와 다른 센서들 또는 컴포넌트들(도 1에 예시되지 않음) 사이에 하나 이상의 유선 및/또는 무선 인터페이스를 제공한다.
통계(130)는 DB 서버(120)에 의해 도출되는 또는 DB 서버(120)에 제공되는 통계일 수 있다. 통계(130)는 에너지 소비 정보를 제공하고 및/또는 에너지 소비 정보를 분석 및 도출하는데 사용될 수 있다. 분석부(124)는 DB 서버(120)에 의해 저장된 정보에 대한 분석을 제공하는 로직(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 그의 임의의 조합)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 분석부(124)는 본원에서 설명된 바와 같은 에너지 소비 정보에 대한 매크로 또는 마이크로 분석을 제공할 수 있다. 서버(132)는 DB 서버(120)로부터의 서비스들을 DB 서버(120)와 결합된 디바이스들에 제공한다.
센서들(150)은 도 1의 디바이스들 중 임의의 것에 정보를 제공하는 임의의 센서들일 수 있다. 센서들(150)은, 임의의 유형의 센서들, 예를 들어, 온도 센서, 광 센서, 풍향 센서 등일 수 있다. 센서들(150)은 또한 소프트 센서들, 예를 들어, 기상 관측소 보고와 같은, 다른 형식의 데이터로부터 도출된 센서 형식으로 데이터를 제공하는 소프트웨어 에이전트를 포함할 수 있다. 전력계(160)는 도 1의 디바이스들 중 임의의 것에 전력 정보를 제공하는 임의의 전력계일 수 있다. 전력계들(160)은, 예를 들어, 전력 콘센트(power outlet), 조명 기구들(light fixtures)에서의 전력, 또는 임의의 다른 전기적 디바이스의 전력 소비를 모니터하는 임의의 유형의 전력계일 수 있다.
플랫폼(170)은 도 1의 DB 서버(120) 및/또는 다른 디바이스와 상호접속된 하나 이상의 네트워크와 결합될 수 있는 임의의 수의 유사한 플랫폼을 나타낸다. 플랫폼(170)은, 예를 들어, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터 또는 본원에 설명된 정보의 일부 또는 전부를 제공하도록 활용될 수 있는 임의의 다른 디바이스들일 수 있다.
일 실시예에서, 플랫폼(170)은 도 1에 예시된 에이전트들 중 하나 이상뿐 아니라 도 1예 예시되지 않은 논리적(logical) 및 계산적(computational) 컴포넌트들을 포함한다. 에너지 모니터링 에이전트(178)는 플랫폼(170)의 사용자에게 에너지 모니터링 피드백 및 기능성을 제공할 수 있다. 온도 에이전트(182)는 플랫폼(170) 내의 및/또는 주위의 온도 조건을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 온도 에이전트(182)는 플랫폼(170)이 존재하는 공간의 주변 온도를 모니터링할 수 있고, 또는 플랫폼(170)의 온도를 모니터링할 수 있다. 옵트 아웃(opt out) 에이전트(184)는 플랫폼(170)에 의해 이용되는 에너지 관리 메커니즘 중 하나 이상에 대해 사용자가 옵트 아웃하게 허용한다. 일 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 플랫폼(170)의 사용자에게 정보를 제공하고, 사용자가 본원에 설명된 특징들 중 하나 이상의 수동으로 옵트 아웃하게 허용하는 버튼/메뉴/다이얼로그를 포함한다.
에너지 에이전트(172)는 플랫폼(170)의 에너지 소비를 모니터 및/또는 계산, 또는 다른 방식으로 결정한다. 에너지 에이전트(172)는 본원에서 설명한 바와 같이 동작하여 에너지 소비를 결정할 수 있다. 로케이션 에이전트(174)는 플랫폼(170)의 위치를 결정하도록 동작한다. 로케이션 에이전트(174)는 플랫폼(170)의 위치를 결정하기 위해 GPS(global positioning system) 기술 또는 다른 기법들을 을 사용할 수 있다.
광 에이전트(176)는 플랫폼(170) 주위의 광 레벨들을 모니터한다. 광 에이전트(176)는, 예를 들어, 주변 광 센서를 포함할 수 있다. 광 에이전트(176)는 또한 플랫폼(170) 내의 그리고 주위의 광 조건들을 계산하거나 다른 방식으로 결정할 수 있다.
개념적으로, 본원에 설명된 기법들은, 모니터링된 시스템(예를 들어, 플랫폼(170))이 - 실행, 휴지(idle), 오프와 같은 - 다양한 동작 상태들에서 소비한 시간을 추적함으로써, 및 에너지 사용을 계산하기 위해 각각의 상태에서 인출된 플랫폼 전력과 각각의 상태에서 소비한 시간을 곱함으로써(에너지 = 전력 × 시간) 동작한다. 일 실시예에서, (1) 모니터링된 시스템의 동작 상태들을 검출하는 능력 및 그러한 동작 상태들에서 소비된 시간들, 및 (2) 모니터링된 시스템의 관련 동작 상태들 각각에서의 전력 소비와 관련된 정보가 제공된다.
이러한 원리는, 예를 들어, 시스템 콜들을 이용하여 플랫폼 전력 상태 점유를 추적하고, 각각의 상태에서 소비된 전력으로 시간에 따른 상태 점유를 적분함으로써 에너지 사용을 계산하고, 따라서, KWh로 에너지 소비를 산출하는 소프트웨어 에이전트를 제공함으로써 데스크톱 컴퓨터들, 또는 랩톱들과 같이 특정 에너지 소비를 갖는 동작 상태들을 갖는 임의의 전자 장비 또는 디바이스(예를 들어, HVAC 시스템)에 적용될 수 있다. 비-전기 에너지 소비가 또한 모니터링될 수 있는데, 예를 들어, 열 시스템의 상태가 모니터링될 수 있고 에너지 사용을 결정하기 위해 각각의 상태에서 소비된 천연 가스의 양과 함게 열 시스템의 상태를 이용하여 에너지 소비가 결정될 수 있다. 이러한 기법은 다른 상황들에 또한 적용가능하다.
이러한 계산에 의해 요구되는 개별 플랫폼들의 상태 특정적 전력 사용은 상업적 장비들(예를 들어, 지원되는 플랫폼마다의 랩 계측/원 타임 벤치)에 의해 계측될 수 있거나, 온라인 웹 서비스와 같은, 머신 판독가능한 방법들을 통해 판매자에 의한 사양으로서 제공될 수 있다. 판매자들은 이미 이러한 종류의 값들을 계측하여, ECMA 및 EnergyStar와 같은 표준 및 등급 단체들에 보고한다는 것을 유의한다.
에너지-추적 에이전트(들)은 플랫폼 상에 또는 인프라스트럭처(예를 들어, 클라우드 서비스 또는 다른 것에 대해 프록시로서 기능하는 하나의 디바이스를 갖는 - 프린터에 대한 PC) 내의 어딘가에 있을 수 있다. 현재 에너지 계측은 고비용의 외부 하드웨어 전력계를 통해 수행된다.
도 2는 본원에서 설명된 바와 같은 동작을 제공하기 위해 활용될 수 있는 D/R 아키텍처의 블록도이다. 일 실시예에서, 클라이언트 디바이스들(예를 들어, 220, 230, 235, 250) 각각은 D/R 편성 관리자(210)와 결합된다. 일 실시예에서, 클라이언트 디바이스들(220, 230, 235, 250)과 D/R 편성 관리자(210) 사이의 통신은 양방향 통신이다. 클라이언트 디바이스들은 그들의 D/R 구성에 대한 정보 및 상태를 제공하고, D/R 편성 관리자(210)는, D/R 편성 관리자(210) 내에서 수행된 분석에 기초하는 정책 업데이트들 및 특정 D/R 요청들을 클라이언트 디바이스들에 전송한다.
도 3은 활성 요구/응답 제어를 위한 플랫폼 컴포넌트의 일 실시예의 블록도이다. 일 실시예에서, 도 3의 컴포넌트들은 도 2의 클라이언트 디바이스 내에 포함된다. 대안의 실시예들에서, 도 3의 컴포넌트들은 더 분산될 수 있다. 일 실시예에서, 플랫폼은 사용자가 본원에서 설명된 활성 (D/R) 메커니즘을 옵트 아웃 또는 무효화하도록 허용하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 사용자가 액세스가능한 그래픽 사용자 인터페이스 및/또는 버튼/스위치를 통해 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 스마트 전력 모듈(315)은 플랫폼(310) 상의 중앙 D/R 허브로서 기능하고 도 1의 플랫폼 컴포넌트들에 접속된다. 일 실시예에서, 모든 D/R 관련 계측들 및 작동들은 스마트 전력 모듈(315)에 의해 개시된다. 일 실시예에서, 스마트 전력 모듈(315)은 총 플랫폼 전력 및 에너지 소비를 추적한다.
일 실시예에서, 실시간 분석 및/또는 머신 학습 메커니즘이 스마트 전력 모듈(315)에 의해 제공된다. 특정 정책들에 기초하여, 이러한 모듈은 시스템의 D/R 거동 및 D/R 메커니즘을 적응시킴으로써 QoS 보장을 강제할 수 있다. 예를 들어, 오프-그리드(off-grid) 상황에서, 배터리 용량 레벨이 너무 낮아서 요청된 시스템 런 타임이 보장되지 않는 경우, 스마트 전력 모듈(315)은 그리드 전력으로 스위칭하여 QoS 요건을 만족시킬 수 있다. 이러한 선택이 이용가능하지 않은 경우, 스마트 전력 모듈(315)은, 예를 들어, 고성능/고전력 상태들을 제약함으로써 및/또는 다른 플랫폼 피처들을 저전력 모드에 있게 조정함으로써 플랫폼의 전력 포락선(power envelope)을 변경할 수 있다.
하드웨어/펌웨어(HW/FW) 인터페이스(330)는 플랫폼(310)과 스마트 전력 모듈(315) 사이에서 양방향 정보 흐름을 제공한다. 예를 들어, HW/FW 인터페이스(330)는 플랫폼(310)이 슬립 상태에 있는 경우 AMT(Active Management Technology) 컴포넌트들에 접속하여 D/R 관리를 인에이블 할 수 있다. AMT는 Intel 사로부터 이용가능하다. 다른 기술들이 또한 사용될 수 있다. 편성 관리자를 이용하는 통신은 AMT 인터페이스 및/또는 운영 체제(OS) 인터페이스(335)를 활용할 수 있다.
일 실시예에서, OS 인터페이스(335)는, 예를 들어, OS 내에서만 이용가능한 시스템 활용 정보를 획득하기 위해 OS와 통신하는 능력을 스마트 전력 모듈(315)에 제공한다. 또한, 이것은 스마트 전력 모듈(315)로부터의 정보를 OS에 그리고 사용자 공간 애플리케이션들 및 그래픽 인터페이스들에 제공하는 전달자(conduit)를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 충전 제어(320)는 스마트 전력 모듈(315)로부터의 명령 신호들에 기초하여 충전 프로세스를 시작하고 중단할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 센서(325)는, 예를 들어, 배터리 용량 및 충전 레이트를 제공하는 하나 이상의 센서를 포함하는 스마트 배터리를 나타낸다.
일 실시예에서, 전력 스위치(355)는 에너지 그리드로의 플랫폼(310)의 접속을 제어하기 위해 스마트 전력 모듈(315)과 통신하도록 결합된다. 스마트 전력 모듈(315)로부터의 신호에 기초하여, 전력 스위치(355)는 플랫폼(310)을 A/C 전력 소스(예를 들어, 벽면 아웃렛(wall outlet))에 전기적으로 접속하거나, 또는 플랫폼(310)을 그로부터 접속해제한다. 전력 스위치(355)는 현재 상태(예를 들어, 접속된, 접속해제된) 및 그리드로부터의 에너지가 현재 스마트 전력 모듈(315)에 대해 이용가능한지를 보고할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 스위치(355)는 플랫폼(310)의 일부이다. 대안의 실시예들에서, 전력 스위치(355)는 전력 브릭(power brick)의 일부 또는 제어가능한 아웃렛의 일부이다.
도 4는 전자 시스템의 일 실시예의 블록도이다. 도 4에 예시된 전자 시스템은, 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터 시스템, 랩톱 컴퓨터 시스템, 셀룰러 폰, 태블릿 등을 포함하는 (유선 또는 무선) 다양한 전자 시스템들을 나타내도록 의도된다. 대안의 전자 시스템들은 더 많은, 더 적은 그리고/또는 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 전자 시스템(400)은 본원에서 설명된 기법과 메커니즘들에 따라 관리될 수 있다.
전자 시스템(400)은 정보를 통신하기 위한 버스(405) 또는 다른 통신 디바이스, 및 버스(405)에 결합되고 정보를 처리할 수 있는 프로세서(410)를 포함한다. 전자 시스템(400)이 단일 프로세서를 갖는 것으로 도시되지만, 전자 시스템(400)은 다수의 프로세서들 및/또는 코-프로세서들을 포함할 수 있다. 전자 시스템(400)은 버스(405)에 결합된 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 저장 디바이스(420)(메인 메모리로서 지칭됨)를 더 포함할 수 있고, 프로세서(410)에 의해 실행될 수 있는 명령어들 및 정보를 저장할 수 있다. 메인 메모리(420)는 또한 프로세서(410)에 의한 명령어들의 실행 동안 임시 변수들 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위해 이용될 수 있다.
전자 시스템(400)은 또한 버스(405)에 결합되고 프로세서(410)에 대한 명령어들 및 정적인 정보를 저장할 수 있는 판독 전용 메모리(ROM) 및/또는 다른 정적 저장 디바이스(430)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 디바이스(440)는 정보 및 명령어들을 저장하기 위해 버스(405)에 결합될 수 있다. 자기 디스크 또는 광 디스크 및 대응하는 드라이브 등과 같은 데이터 저장 디바이스(440)가 전자 시스템(400)에 결합될 수 있다.
전자 시스템(400)은 또한 사용자에게 정보를 표시하기 위한 CRT(cathode ray tube) 또는 LCD(liquid crystal display) 등과 같은 디스플레이 디바이스(450)에 버스(405)를 통해 결합될 수 있다. 영숫자 및 다른 키들을 포함한 영숫자 입력 디바이스(460)가 정보 및 명령 선택들을 프로세서(410)에 통신하기 위해 버스(405)에 결합될 수 있다. 다른 타입의 사용자 입력 디바이스는 방향 정보 및 명령 선택들을 프로세서(410)에 통신하고 디스플레이(450)상의 커서 이동을 제어하기 위한 예컨대, 마우스, 트랙볼, 또는 커버 방향 키들 등과 같은 커서 제어(470)이다.
전자 시스템(400)은 로컬 영역 네트워크와 같은, 네트워크에 대한 액세스를 제공하기 위한 네트워크 인터페이스(480)를 더 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(들)(480)는, 예를 들어, 하나 이상의 안테나(들)를 나타낼 수 있는 안테나(485)를 가진 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(들)(480)는 또한, 예를 들어, 이더넷 케이블, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 직렬 케이블, 또는 병렬 케이블일 수 있는, 네트워크 케이블(487)을 통해 원격 디바이스들과 통신하기 위한 유선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 네트워크 인터페이스(들)(480)는, 예를 들어, IEEE 802.11b 및/또는 IEEE 802.11g 표준을 준수함으로써 로컬 영역 네트워크로의 액세스를 제공할 수 있고, 및/또는 무선 네트워크 인터페이스는, 예를 들어, Bluetooth 표준을 준수함으로써 개인 영역 네트워크로의 액세스를 제공할 수 있다. 다른 무선 네트워크 인터페이스들 및/또는 프로토콜들이 또한 지원될 수 있다.
IEEE 802.11b는 1999년 9월 16일 승인된, "Local and Metropolitan Area Networks, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band"이라는 명칭의 IEEE 표준 802.11b-1999뿐 아니라 관련 문서들에 대응한다. IEEE 802.11g는 2003년 6월 27일 승인된, "Local and Metropolitan Area Networks, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, Amendment 4: Further Higher Rate Extension in the 2.4 GHz Band"라는 명칭의 IEEE 표준 802.11g-2003뿐 아니라 관련 문서들에 대응한다. 블루투스 프로토콜들은 Bluetooth Special Interest Group, Inc.에 의해 2001년 2월 22일자로 발표된 "Specification of the Bluetooth System: Core, Version 1.1"에 기술되어 있다. 블루투스 표준의 이전 또는 후속 버전들뿐만 아니라 연관된 버전들이 또한 지원될 수 있다.
무선 LAN 표준들을 통한 통신에 추가하거나 무선 LAN 표준들을 통한 통신을 대신하여, 네트워크 인터페이스(들)(180)는, 예를 들어 TDMA(Time Division, Multiple Access) 프로토콜들, GSM(Global System for Mobile Communications) 프로토콜들, CDMA(Code Division, Multiple Access) 프로토콜들 및/또는 임의의 다른 유형의 무선 통신 프로토콜을 이용하여 무선 통신들을 제공할 수 있다.
도 5는 요구/응답 관리된 시스템 내의 플랫폼의 동작을 위한 기법의 일 실시예의 흐름도이다. 도 5의 예는 예시적인 스마트 전력 모듈의 동작을 설명한다. 일 실시예에서, 시스템/사이트/빌딩/로케이션 내의 각각의 관리된 플랫폼은 관리 엔티티와 함께 동작하는 스마트 전력 모듈을 포함한다.
일 실시예에서, 스마트 전력 모듈은 플랫폼에 대한 전력 소비 특성을 결정한다(510). 일 실시예에서, 이것은 적어도 플랫폼 상의 저장된 에너지(예를 들어, 배터리 충전 레벨)의 추정치 및 예측된 작업부하 하에서의 플랫폼의 향후 에너지 소비의 추정치를 포함한다. 일 실시예에서, 예측된 작업부하 하에서의 플랫폼의 향후 에너지 소비의 추정치는 상대적으로 높은 신뢰도 간격을 갖는 향후 에너지 소비의 추정치를 획득하기 위해 스마트 전력 모듈에 의해 수집되는 이력 데이터로부터 학습하는 머신을 통해 달성될 수 있다. 시간에 따라 이러한 추정치들은 정확도가 증가할 수 있다. 추가의 및/또는 상이한 전력 소비 특성이 또한 활용될 수 있다.
전력 소비 특성들을 원격 요구/응답 관리자에게 전송된다(520). 예를 들어, 요구/응답 관리자는 빌딩 관리 시스템 또는 사이트 관리 시스템 또는 네트워크 관리 시스템의 일부일 수 있다.
요구/응답 관리자는 다수의 플랫폼으로부터 전력 소비 특성들을 분석하고 및 전력 명령들 및/또는 정책들을 플랫폼들에 전송한다. 일 실시예에서, 스마트 전력 모듈은 요구/응답 관리자으로부터 전력 명령들 및/또는 정책들을 수신한다(530). 스마트 전력 관리자는 로컬 플랫폼에 대한 이러한 명령들 및/또는 정책들을 구현한다.
도 6은 요구/응답 관리자의 동작을 위한 기법의 일 실시예의 흐름도이다. 도 6의 예는 예시적인 요구/응답 관리자의 동작을 설명한다. 일 실시예에서, 시스템/사이트/빌딩/로케이션 내의 각각의 관리된 플랫폼은 요구/응답 관리자와 함께 동작하는 스마트 전력 모듈을 포함한다.
플랫폼 정보는 다수의 플랫폼으로부터 수신된다(610). 일 실시예에서, 이것은 적어도 플랫폼 상의 저장된 에너지(예를 들어, 배터리 충전 레벨)의 추정치 및 에측된 작업부하 하에서의 플랫폼의 향후 에너지 소비의 추정치를 포함한다. 추가의 및/또는 상이한 전력 소비 특성들이 또한 활용될 수 있다.
요구/응답 관리자는 사이트 정책들 및/또는 예산들을 이용하여 플랫폼 정보를 분석할 수 있다(620). 요구/응답 관리자는 명령들 및/또는 정책들을 개별 플랫폼들에 전송한다(630). 일 실시예에서, 각각의 플랫폼은 분석에 기초한 상이한 명령 및/또는 정책들을 수신할 수 있다. 각각의 플랫폼은 사이트 전체에 걸친(site-wide) 정책들을 갖는 개별 명령들을 수신할 수 있다.
명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는 실시예와 관련되어 설명된 특정적인 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 명세서의 다양한 곳에서의 문구 "일 실시예에서"의 등장은 반드시 모두가 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 발명이 몇몇 실시예들에 관하여 기술되었지만, 통상의 기술자는 본 발명이 기술된 실시예들에 한정되지 않고, 첨부된 특허 청구항들의 범위 및 사상 내에서 수정 및 변경이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 이 설명은 제한을 위한 것이 아니라 예시를 위한 것으로 간주되어야 한다.

Claims (25)

  1. 장치로서,
    배터리;
    상기 배터리에 의해 전원공급되는 하나 이상의 기능 컴포넌트 - 상기 하나 이상의 기능 컴포넌트는 플랫폼의 일부임 - ; 및
    하나 이상의 하드웨어/펌웨어 인터페이스, 운영 체제 인터페이스 및 배터리 제어기와 결합된 전력 모듈 - 상기 전력 모듈은 원격 요구/응답(demand/response) 관리 디바이스와 통신하고, 상기 전력 모듈은 상기 원격 요구/응답 관리 디바이스로부터 수신된 전력 정책들을 구현함 -
    을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 플랫폼 전력 및 에너지 소비를 추적하는 것인 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 플랫폼의 에너지 소비 거동을 적응시킴으로써 QoS(quality of service) 보장을 강제하는 것인 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하드웨어/펌웨어 인터페이스들은 상기 플랫폼이 슬립 상태(sleep state)에 있는 경우, 상기 전력 모듈과 상기 원격 요구/응답 관리 디바이스 사이에서 양방향 통신 채널을 제공하는 것인 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 운영 체제 인터페이스는 상기 운영 체제 내에서만 이용가능한 시스템 활용 정보를 획득하기 위해 상기 운영 체제와 통신하는 능력을 상기 전력 모듈에 제공하는 것이고, 상기 운영 체제 인터페이스는 상기 전력 모둘로부터의 정보를 상기 운영 체제에 그리고 사용자 공간 애플리케이션들 및 그래픽 인터페이스들에 제공하는 것인 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 실시간 분석 및 머신 학습 메커니즘들을 이용하여 동작하는 것인 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 고성능/고전력 상태들을 제약함으로써 상기 플랫폼의 전력 포락선을 변경하고 플랫폼 피처들이 저전력 모드에 있도록 조정하는 것인 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼에 대한 요청된 시스템 런 타임을 보장하기에 배터리 용량 레벨이 너무 낮은 경우, 상기 전력 모듈은 그리드 전력으로 스위칭되는 것인 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 로컬 재생가능한 에너지 소스(renewable energy source)가 전력을 제공하고 있는 경우 플랫폼 배터리로 하여금 충전되도록 하고, 상기 로컬 재생가능한 에너지 소스가 전력을 제공하고 있지 않은 경우 배터리 전력으로부터 동작하게 하는 것인 장치.
  10. 명령어들을 저장한 비-일시적인 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 물품으로서, 상기 명령어들은, 실행되는 경우, 하나 이상의 프로세서로 하여금,
    배터리를 갖는 플랫폼의 전력 소비 및 배터리 충전 레벨을 스마트 전력 모듈을 이용하여 모니터링하고,
    상기 플랫폼에 대한 상기 전력 소비 및 배터리 충전 레벨을 나타내는 정보를 원격 요구/응답 관리 디바이스에 제공하고,
    상기 원격 요구/응답 관리 디바이스로부터 그리고 상기 스마트 전력 모듈을 이용하여, 상기 플랫폼의 하나 이상의 전력 소비 특성을 수정하는 명령을 수신하고,
    상기 스마트 전력 모듈을 이용하여, 상기 플랫폼의 상기 하나 이상의 전력 소비 특성이 상기 명령에 응답하여 변경되도록 야기하게 하는 물품.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 하나 이상의 하드웨어/펌웨어 인터페이스, 운영 체제 인터페이스 및 배터리 제어기와 결합되고, 상기 전력 모듈은 상기 원격 요구/응답 관리 디바이스와 통신하도록 동작하고, 상기 전력 모듈은 플랫폼 전력 및 에너지 소비를 추적하기 위해 상기 원격 요구/응답 관리 디바이스로부터 수신된 전력 정책들을 구현하는 물품.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 상기 원격 요구/응답 관리 디바이스로부터 수신된 하나 이상의 전력 정책들에 응답하여 상기 플랫폼의 에너지 소비 거동을 적응시킴으로써 QoS(quality of service) 보장을 강제하는 것인 물품.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 하드웨어/펌웨어 인터페이스들은 상기 플랫폼이 슬립 상태에 있는 경우 상기 전력 모듈과 상기 원격 요구/응답 관리 디바이스 사이에서 양방향 통신 채널을 제공하는 것인 물품.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 운영 체제 인터페이스는 상기 운영 체제 내에서만 이용가능한 시스템 활용 정보를 획득하기 위해 상기 운영 체제와 통신하는 능력을 상기 전력 모듈에 제공하고, 상기 운영 체제 인터페이스는 상기 전력 모듈로부터의 정보를 상기 운영 체제에 그리고 사용자 공간 애플리케이션들 및 그래픽 인터페이스들에 제공하는 것인 물품.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 스마트 전력 모듈은 실시간 분석 및 머신 학습 메커니즘들을 이용하여 동작하는 물품.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 고성능/고전력 상태들을 제약함으로써 그리고 플랫폼 피처들을 저전력 모드에 있도록 조정함으로써 상기 플랫폼의 전력 포락선을 변경하는 것인 물품.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 플랫폼에 대한 요청된 시스템 런 타임을 보장하기에 배터리 용량 레벨이 너무 낮은 경우, 상기 전력 모듈은 그리드 전력으로 스위칭하는 것인 물품.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 로컬 재생가능한 에너지 소스들이 전력을 제공하고 있는 경우 플랫폼 배터리로 하여금 충전되게 하고, 상기 로컬 재생가능한 에너지 소스들이 전력을 제공하고 있지 않은 경우 배터리 전력으로부터 동작하는 것인 물품.
  19. 시스템으로서,
    요구/응답 관리자; 및
    상기 요구/응답 관리자와 결합된 복수의 클라이언트 플랫폼 디바이스 - 상기 복수의 클라이언트 플랫폼 디바이스 각각은 하나 이상의 기능 컴포넌트, 및 하나 이상의 하드웨어/펌웨어 인터페이스, 운영 체제 인터페이스 및 배터리 제어기와 결합된 전력 모듈을 갖고, 상기 전력 모듈은 상기 요구/응답 관리자와 통신하고, 상기 전력 모듈은 상기 요구/응답 관리자로부터 수신된 전력 정책들을 구현함 -
    를 포함하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 상기 각각의 플랫폼들에 대한 플랫폼 전력 및 에너지 소비를 추적하는 것인 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 상기 각각의 플랫폼들의 에너지 소비 거동을 적응시킴으로써 QoS(quality of service) 보장을 강제하는 것인 시스템.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 하드웨어/펌웨어 인터페이스들은 상기 플랫폼이 슬립 상태에 있는 경우 상기 전력 모듈과 상기 요구/응답 관리자 사이에서 양방향 통신 채널을 제공하는 것인 시스템.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 운영 체제 인터페이스는 상기 운영 체제 내에서만 이용가능한 시스템 활용 정보를 획득하기 위해 상기 운영 체제와 통신하는 능력을 상기 전력 모듈에 제공하는 것인 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 운영 체제 인터페이스는 상기 전력 모듈로부터의 정보를 상기 운영 체제에 그리고 사용자 공간 애플리케이션들 및 그래픽 인터페이스들에 제공하는 것인 시스템.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 전력 모듈은 실시간 분석 및 머신 학습 메커니즘들을 이용하여 동작하는 것인 시스템.
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