TW201342025A - 中介軟體電源管理 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種系統，可包括各者組態成以應用程式層級運行應用程式，且各者具有變化效能、電源、及其他功能的多個裝置。在應用程式服務品質的制約下，具有將該等裝置的該個別電源消耗或集合能量效率最佳化的目標，跨越該等裝置各者的中介軟體電源管理設施可回應於基於該等裝置之功能的判斷，將應用程式從一裝置轉移至另一者。

Description

中介軟體電源管理
本揭示技術通常相關於電子裝置的電源管理技術，且更明確地說，相關於由多個裝置組成之系統的電源管理技術。
在目前系統中，電源管理方針及控制典型地長駐在針對管理不同硬體資源支援最低公分母決定的作業系統軟體中。目前的作業系統驅動電源管理(OSPM)基礎設施通常無法包括，更不用說適當的處理特定應用程式需求及使用者背景。目前的OSPM基礎設施往往僅控制區域資源，並未設計成支援跨越多個裝置的執行。實際上，鑑於不同裝置可運行不同的作業系統，將電源管理實作在作業系統內在新興系統中可能甚至係不可行的。
行動系統及裝置漸增地運行針對特定平台及使用者體驗高度最佳化的應用程式。就此而言，應用程式往往對效能及能量效率需定、周圍背景、及周遭環境具有最全面的觀點。同時，包含行動裝置的計算、記憶體、及儲存資源正變得更多元化和異質。此異質性來自特定應用加速器的更大量使用、不斷發展的記憶體、及藉由新記憶體技術致能的儲存階層及廣泛地用於今日系統中的各種無線通訊選擇。此外，應用程式執行可跨越多個裝置。應用程式在裝置之間轉移或跨越多個裝置執行，以在互聯運算中提供最 佳的使用者體驗。此轉移為能量效率、效能、及功能性考量所驅動。應用程式常使用跨越不同裝置的資源以企圖提供最佳的使用者體驗。
目前裝置中的電源管理係硬體及作業系統之間的共同責任。OS典型地控制電源及效能狀態(例如，P-狀態及C-狀態)且硬體通常施用其自有的控制機制以符合其電路及邏輯的實際規格，例如，熱及電源需求。當裝置變得更異質時，執行開始跨越潛在地運行不同作業系統或相同作業系統之多個獨立複本的多個裝置。有鑑於此，且因為應用程式針對特定硬體功能及使用者背景最佳化，管理系統電源的工作必需更向應用程式移動並能跨越多個裝置。具有自有電源管理的應用程式會係次一邏輯選擇，但此種配置通常不可行。
因此，對用於針對多個裝置組態之系統的經改善電源管理技術仍有需求，也對建立在中介軟體上之以應用程式為中心的計算系統有需求，其中該等需求的合流導致將電源管理所有權置於中介軟體中。
一種系統，包含：第一裝置，組態成在第一應用程式層級運行應用程式，該第一裝置具有第一電源容量；第二裝置，組態成在第二應用程式層級運行該應用程式，該第二裝置具有第二電源容量；及中介軟體電源管理(MWPM)設施，跨越該第一及第二裝置各者，並組態成回應於至少 部分基於該第一及第二電源容量的判斷，將該應用程式從該第一裝置轉移至該第二裝置。
本揭示技術的特定實施例包括與行動裝置有關之用於電源管理的新技術及架構，其中電源管理功能及控制長駐在應用程式中介軟體中。當基於特定應用程式需求及周遭及執行背景，管理跨越實際裝置界限的電源及熱考量時，此等實作可能致能各種種類的應用程式以發現跨越一或多個裝置之硬體資源的能量效率特徵。例如，特定實施例包括用於發現及控制可能位於不同實體裝置中，例如，桌上型或膝上型電腦、手持計算裝置，諸如，平板裝置、或行動裝置，諸如，智慧型手機，的各種硬體資源之電源及熱特徵的機制。實施例可能包括擷取使用者背景及中介軟體中的應用程式需求，並實作使用界定在硬體中之原生介面的電源管理方針。
特定實作包括將在本文中稱為中介軟體電源管理(MWPM)的新設施，其將電源管理方針及控制實作在應用程式中介軟體中。MWMP可跨越多個實體裝置，可係與作業系統(OS)無關的，並可能經由OS驅動電源管理(OSPM)基礎架構或直接經由硬體介面存取底層硬體控制電源管理(HWPM)基礎架構。在特定實施例中，MWPM可能與應用程式及終端使用者背景環境緊密地耦合，因此致能係特定應用並針對最佳個別使用者體驗微調之電源管理方針的設 計。
在特定實施例中，可能將硬體用於在實體層控制電源管理工作，以確保實現有能源效率的操作並符合相關之實體電源及熱限制。可能將硬體控制電源管理(HWPM)設施實作為針對系統中的不同資源，例如，系統單晶片(SoC)，揭露用於提供效能及能量效率指導的一組介面。例如，硬體可能揭露可用於系統中之不同異質核心及加速器的效能層級，並容許較高階軟體，諸如，MWPM，針對特定核心或加速器指定期望效能。
在特定實施例中，可能將作業系統電源管理(OSPM)設施實作成提供用於系統，例如，SoC，及系統中的輸入/輸出(I/O)資源的電源管理設施。OSPM設施可能針對不同的I/O裝置及系統組件揭露硬體功能及支援介面。與目前系統不同，根據本揭示技術的OSPM設施不需要實作電源管理方針及控制；更確切地說，OSPM設施可能對使用者應用程式揭露區域裝置上的硬體功能及電源管理介面。在特定實作中，可繞過OSPM設施，使得HWPM設施介面可能直接為更高階軟體使用。
在特定實施例中，可能將中介軟體電源管理(MWPM)設施實作為主持可跨越多個實體裝置及多個作業系統的電源管理方針及控制基礎架構。MWPM設施可能用於將介面揭露給應用程式，以指定服務品質需求、執行及功能性需求、及電源/能量偏好。MWPM設施可能用於實作可包括可能分散在不同裝置之間的執行資源的電源管理方針及控 制機制，處理關於位於區域及遠端二者的計算、記憶體、及網路資源之使用的不同取捨，並也將使用者背景及周遭環境列入考量。
相關於MWPM設施之特定實施例而實作的電源管理方針可係特定應用的，並也針對特定使用體驗調整/最佳化。除了管理電源外，例如，MWPM設施可能實作用於發現區域及遠端硬體資源之能源效率特徵的多個設施，並在產生轉移及資源組態決定時也支援應用程式及其他中介軟體組件。
圖1係描繪使用在組態成管理單一裝置，例如，行動裝置，諸如，膝上型電腦、手持計算裝置，諸如，平板裝置、智慧型手機等，之系統中的目前電源管理架構100之範例的方塊圖。作業系統驅動電源管理(OSPM)基礎架構110及硬體控制電源管理(HWPM)基礎架構120共同運作以提供與許多應用程式102A-102n各者相關的電源管理功能。此堆(例如，102A-102n、110、及120)在各裝置上重複。
圖2描繪根據本揭示技術的實施例之使用在組態成管理一或多個裝置的系統中之中介軟體電源管理架構200的第一範例。該範例包括二裝置202及220。第一裝置202運行許多應用程式204A-204n且第二驅動裝置220也運行許多應用程式224A-224n。在特定實施例中，應用程式202z跨越二裝置202及220。第一及第二裝置202及220各者可係許多電子裝置之任一者，諸如，桌上型或膝上型 電腦、手持計算裝置，諸如，平板裝置、智慧型手機等。
第一裝置具有與在第一裝置202上運行的任何或所有應用程式204A-204n相關之可能關於電源管理之特定方面彼此互動的OSPM設施206及HWPM設施208。相似地，第二裝置具有與在第二裝置220上運行的任何或所有應用程式224A-224n相關之可能關於電源管理之特定方面彼此互動的OSPM設施226及HWPM設施228。
在該範例中，電源管理架構200更包括相關於任何或全部在第一裝置202上運行的應用程式204A-204n及任何或全部在第二裝置220上運行的應用程式224A-224n實作在中介軟體中的中介軟體電源管理(MWPM)設施210，並控制平台電源，例如，電源管理偏好、服務品質(QoS)限制等。MWPM設施210能跨越多個實體裝置，例如，第一裝置202及第二裝置220。使用在本文中的「跨越」可能包括，例如，可執行、跨越多個裝置、或許多變化之任一者的中介軟體之實現MWPM的二協作實例或單一實例。
所有應用程式204A-204n及224A-224n之任一者可能以QoS及相關資訊提供MWPM設施210。MWPM設施210可能依據相關硬體平台將任何或所有應用程式204A-204n及224A-224n特徵化或調整，因此決定可能傳達至HWPM設施208及228之其中一者或二者的QoS需求。此種需求可能用於藉由MWPM設施210實施的轉移、電源管理、及其他方針最佳化。
圖3A-3B描繪根據本揭示技術的實施例之使用在組態 成管理多個裝置的系統中之中介軟體電源管理架構300的第二範例。在藉由圖3A描繪的範例中，應用程式304在第一裝置302上運行並使用作為資源之裝置302的區域記憶體。MWPM設施306能偵測應用程式304係對延遲敏感的並可能將此資訊傳訊至HWPM設施308。隨後，當應用程式處理器在活動時，例如，在C0狀態中，HWPM設施可能將第一裝置302之積體記憶體控制器(iMC)310中的自復新狀態除能。
在同一時間點，第一裝置302進入更有功能之系統的附近，例如，具有更大顯示器、額外計算資源、及/或更大電池電源。例如，使用智慧型手機的使用者可能從外側進入他/她家中，且因此將智慧型手機帶入他/她之家庭網路附近，其包括高階桌上型電腦。在決定第一裝置302已進入附近時，MWPM設施306可能尋求確認此。例如，MWPM設施306可能在第一裝置302已於附近停留特定時間量之前不採取任何行動。
回應於第一裝置302確實在其他系統附近的決定/確認，第一裝置302上的MWPM設施306可能決定將在第一裝置上的應用程式304轉移，例如，移動或傳遞，至其他裝置，例如，圖3B的第二裝置320。在藉由圖3B描繪的範例中，應用程式304現在在第二裝置320上執行。
由於圖3B的硬體組態，MWPM設施306可能在第一裝置302上重設其記憶體延遲需求，例如，從0至1，因此容許第一裝置302上的iMC 310進入有電源效率的記憶 體自復新狀態。由於應用程式304現在在第二裝置320上執行，MWPM設施306也可能在第二裝置320上設定新的記憶體延遲限制，例如，從1至0。或者除了記憶體延遲需求外，可能調整其他電源管理參數，諸如，處理器C-狀態及P-狀態、非核心狀態、互連狀態等。
圖4描繪根據本揭示技術的實施例之與組態成管理多個裝置的系統有關之第一電源管理方法400的範例。在402，第一裝置，諸如圖3A的第一裝置302，運行應用程式，諸如，圖3A的應用程式304。第一裝置可能係許多不同電子裝置的任一者，諸如，膝上型電腦、手持計算裝置、平板裝置、智慧型手機等。
在404，第一裝置進入系統或其他裝置附近，諸如，圖3B的第二裝置320。例如，使用者可能攜帶第一裝置從不能存取建築物內側之網路或存取受限的外側進入具有可為使用者存取之無線網路的建築物。該無線網路可能容許在許多裝置之任一者之間的連接，諸如，桌上型電腦、伺服器、或可攜式裝置，諸如，平板裝置及智慧型手機。
在406，產生其他裝置是否具有比第一裝置更可取的效能、電源、人機輸入/輸出、或其他功能之決定。例如，第一裝置上的MWPM設施可能識別目前連接至網路的第二裝置，諸如，圖3B的第二裝置320。在特定實施例中，此種決定在採用更多行動前也可能依據藉由確保該連接持續特定時間量或具有特定訊號強量的確認。例如，第一裝置可能決定該系統具有較大電源功能，但由於已識 別的顧慮，諸如，連接性問題，第一裝置上的MWPM設施可能視為，至少在目前，其他裝置的電源功能不比第一裝置更可取。
回應於其他裝置的電源功能比第一裝置更可取的決定，第一裝置上的MWPM設施可能與第二裝置上的MWPM設施互動，以將該應用程式的執行轉移至該其他裝置，如在408指示的；否則，方法400通常返回至402，例如，該應用程式繼續在第一裝置上運行。若將該應用程式轉移至第二裝置，第一裝置上的記憶體延遲需求可能選擇性地重設，並可能在第二裝置上選擇性地新的記憶體延遲限制，如410所指示的。
圖5描繪根據本揭示技術的實施例之與組態成管理多個裝置的系統有關之第二電源管理方法500的範例。在502，已轉移應用程式在第二裝置上運行，例如，原本在圖3A之第一裝置302上運行但現在在圖3B之第二裝置320上運行的應用程式304。
在504，偵測到可能影響該已轉移應用程式在目前裝置上之運行的事件。在一範例中，之前應用程式在其上運行的原始裝置可能留在該應用程式目前在於其上運行的該其他裝置附近，例如，使用者可能實際上留在該等二裝置於其上連接之該網路的附近。在替代範例中，跨越該等二裝置的MWPM設施可能決定第二裝置的電力不足，且因此該應用程式可能停止在第二裝置上運行。
在506，產生是否應將應用程式自該裝置轉離的決 定，例如，返回至原始裝置或至其他裝置。例如，MWPM設施可能希望確認應用程式的效能需求會與原始裝置匹配，且若不匹配，是否有效能需求會匹配的其他可用裝置。MWPM設施也可能將使用者目前是否與應用程式互動或應用程式部分或完全在背景運行，例如，與使用者互動無關，列入考量。
本揭示技術的特定實作包括可能實現能量效率最佳化的MWPM架構。此種實施例可能包括將應用程式及裝置二者特徵化，及當符合應用程式QoS限制時，針對在會提供最佳全系統寬度，例如，集體能量效率，之裝置(等)上的執行移動應用程式的功能。
在特定實施例中，MWPM架構可能產生一或多個方針決定，例如，轉移或跨越應用程式的執行，以改善使用者察覺的回應、品質、及終端使用者所體驗之應用程式的其他方面。已知/決定的多個應用程式QoS層級，例如，最小、佳、及優，致能MWPM架構有效地及有效率地將應用程式需求映射至一或可能多個裝置上的最佳硬體組。
在該範例中，回應於應用程式應轉移至其他裝置的決定，例如，第一裝置或其他目前可用裝置，該裝置上的MWPM設施可能與在其他裝置上的MWPM設施互動，以將應用程式的執行轉移至其他裝置，如508所指示的；否則，方法500通常返回至502，例如，該應用程式繼續在相同裝置上運行。若將應用積體轉移至其他裝置，可能因此調整在該等裝置之其中一者或二者上的記憶體延遲需 求，如510所指示的。
本揭示技術的實施例可能合併入各種種類的架構中。例如，可能將特定實施例實作為下列各項任一者或組合：使用主機板互連的一或多個微晶片或積體電路、圖形及/或視訊處理器、多核心處理器、硬線邏輯、藉由記憶體裝置儲存並藉由微處理器執行的軟體、韌體、特定應用積體電路(ASIC)、及/或場效可規劃閘極陣列(FPGA)。本文使用的術語「邏輯」可能藉由例示方式包括軟體、硬體、或彼等的任何組合。
雖然已於本文說明及描述具體實施例，熟悉本技術的人士將理解各式各樣的替代及/或等效實作可能取代所顯示及描述的該等具體實施例而不脫離本揭示技術之實施例的範圍。此申請案意圖涵蓋本文說明及描述之實施例的任何修改或變化。因此，顯然意圖使本揭示技術的實施例僅受下文之申請專利範圍及其等效範圍限制。
100‧‧‧電源管理架構
102A、102n、202z、204A、204n、224A、224n、304‧‧‧應用程式
110‧‧‧作業系統驅動電源管理(OSPM)基礎架構
120‧‧‧硬體控制電源管理(HWPM)基礎架構
200、300‧‧‧中介軟體電源管理架構
202、220‧‧‧裝置
206、226‧‧‧OSPM設施
208、228‧‧‧HWPM設施
210‧‧‧中介軟體電源管理(MWPM)設施
302‧‧‧第一裝置
306‧‧‧MWPM設施
308‧‧‧HWPM設施
310‧‧‧積體記憶體控制器(iMC)
320‧‧‧第二裝置
本揭示技術的實施例在圖式中係藉由範例而非藉由限制的方式說明，且在其中相似的參考數字參考至相似元件。
圖1係描繪使用在組態成管理多個裝置之系統中的目前電源管理架構之範例的方塊圖。
圖2描繪根據本揭示技術的實施例之使用在組態成管理多個裝置的系統中之中介軟體電源管理架構的第一範 例。
圖3描繪根據本揭示技術的實施例之使用在組態成管理多個裝置的系統中之中介軟體電源管理架構的第二範例。
圖4描繪根據本揭示技術的實施例之與組態成管理多個裝置的系統有關之第一電源管理方法的範例。
圖5描繪根據本揭示技術的實施例之與組態成管理多個裝置的系統有關之第二電源管理方法的範例。
200‧‧‧中介軟體電源管理架構
202、220‧‧‧裝置
206、226‧‧‧OSPM設施
208、228‧‧‧HWPM設施
210‧‧‧中介軟體電源管理(MWPM)設施
202z、204A、204B、204n‧‧‧應用程式
224A、224B、224n‧‧‧應用程式

Claims (20)

  1. 一種系統，包含：第一裝置，組態成在第一應用程式層級運行應用程式，該第一裝置具有第一電源容量；第二裝置，組態成在第二應用程式層級運行該應用程式，該第二裝置具有第二電源容量；及中介軟體電源管理(MWPM)設施，跨越該第一及第二裝置各者，並組態成回應於至少部分基於該第一及第二電源容量的判斷，將該應用程式從該第一裝置轉移至該第二裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第一裝置包含第一作業系統驅動電源管理(OSPM)設施，且其中該MWPM設施長駐在該第一OSPM設施及在該第一裝置上的該第一應用程式層級之間。
  3. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該第二裝置包含第二OSPM設施，且其中該MWPM設施長駐在該第一OSPM設施及在該第二裝置上的該第二應用程式層級之間。
  4. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第一裝置包含第一硬體控制電源管理(HWPM)設施，且其中該MWPM設施長駐在該第一HWPM設施及在該第一裝置上的該第一應用程式層級之間。
  5. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該第二裝置包含第二硬體控制電源管理(HWPM)設施，且其中該MWPM 設施長駐在該第二HWPM設施及在該第二裝置上的該第二應用程式層級之間。
  6. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該第一及第二裝置各者包含由下列各項組成之群組的一者：膝上型電腦、手持計算裝置、平板計算裝置、以及智慧型手機。
  7. 一種方法，包含：第一裝置運行應用程式；組態第二裝置以運行該應用程式；該第一裝置進入第二裝置附近；跨越該第一及第二裝置的中介軟體電源管理(MWPM)設施判斷是否將該應用程式從該第一裝置轉移至該第二裝置，其中該判斷至少部分基於該第二裝置的電源容量；且回應於該判斷，該MWPM設施將該應用程式轉移至該第二裝置。
  8. 如申請專利範圍第7項的方法，其中該判斷另外基於該第一裝置的電源容量。
  9. 如申請專利範圍第8項的方法，其中該第二裝置的該電源容量被判斷成具有超過該第一裝置的該電源容量之品質的品質，該品質包含由下列各項組成之群組的一者：總量、品質、效率、及可靠性。
  10. 如申請專利範圍第7項的方法，更包含回應於該轉移，重設該第一裝置上的記憶體延遲需求。
  11. 如申請專利範圍第7項的方法，更包含回應於該轉移，設定該第二裝置上的記憶體延遲需求。
  12. 如申請專利範圍第7項的方法，更包含該MWPM設施偵測可影響在該第二裝置上運行之該應用程式的事件。
  13. 如申請專利範圍第12項的方法，其中該事件包含由下列各項組成之群組的一者：該第一裝置離開該第二裝置附近、該第二裝置之該電源容量的實際減損、及該第二裝置之該電源容量的潛在減損。
  14. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含該MWPM設施回應於該偵測，判斷是否將該應用程式從該第二裝置轉移回該第一裝置。
  15. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含該MWPM設施回應於該偵測，判斷是否將該應用程式從該第二裝置轉移至第三裝置。
  16. 如申請專利範圍第7項的方法，其中該第一裝置進入該第二裝置附近包含該第一裝置偵測該第二裝置所連接的網路。
  17. 一種行動裝置，包含：用於在應用程式層級執行應用程式的處理器；用於儲存屬於該應用程式之資訊的記憶體；用於提供用於該處理器之電源的電源供應，該電源供應具有電源容量；用於至少部分地管理用於該應用程式之電源的作業系統驅動電源管理(OSPM)設施；及在該OSPM設施及該應用程式層級之間的中介軟體電 源管理(MWPM)設施，並組態成將該應用程式轉移至另一裝置。
  18. 如申請專利範圍第18項的行動裝置，其中將該MWPM設施組態成回應於該另一裝置的電源容量大於該電源供應之該電源容量的判斷，將該應用程式轉移至該另一裝置。
  19. 如申請專利範圍第18項的行動裝置，更包含用於至少部分地管理用於該應用程式之該電源的硬體控制電源管理(HWPM)設施。
  20. 如申請專利範圍第19項的行動裝置，其中該MWPM另外在該HWPM及該應用程式層級之間。
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