TWI483103B

TWI483103B - 電源管理方法

Info

Publication number: TWI483103B
Application number: TW102118789A
Authority: TW
Inventors: Po Wei Wu; Chun Chih Kuo
Original assignee: Acer Inc
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2015-05-01
Also published as: TW201445302A

Description

電源管理方法

本發明是有關於一種電源管理方法，且特別是有關於一種儲存裝置的電源管理方法。

在進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)協定中，針對電腦系統中儲存裝置，例如固態硬碟(solid-state disk，SSD)或其他序列先進技術附件(serial advanced technology attachment，SATA)硬碟，的電源管理可分為由主機端發起的電源管理(Host Initiated Power Management，HIPM)以及由裝置端發起的電源管理(Device Initiated Power Management，DIPM)。更具體地說，HIPM係指用以控制儲存裝置的操作狀態的電源管理要求(power management request)是由主機端(也就是晶片組(chipset))主動發出；而DIPM則係指電源管理要求是由裝置端(也就是儲存裝置)主動發出。

在現行的應用中，上述兩電源管理機制可僅開啟其中之一，或是令HIPM與DIPM同時並存。其中，在僅開啟HIPM的電源管理模式下(HIPM-only)，電源管理要求僅會從主機端主動發出。在僅開啟DIPM的電源管理模式下(DIPM-only)，電源管理的要求僅會從裝置端發出。在HIPM與DIPM同時並存的電源管理模式下(HIPM-DIPM)，電源管理的要求則會從主機端與裝置端共同發出。

儲存裝置可依據主機端及/或裝置端所發出電源管理要求而操作於不同的操作狀態，例如主動狀態(active state)、部分狀態(partial state)或休眠模式(slumber state)等。其中，主動狀態為儲存裝置正常進行資料存取傳輸的狀態，此時儲存裝置具有最高的功耗(如1瓦(W))。部分狀態與休眠狀態則是兩種不同的省電狀態。當儲存裝置操作於部分狀態時，其功耗較主動狀態低(如500毫瓦(mW))，且可在經過一段喚醒時間(如10微秒(μs))後回復至主動狀態。另一方面，當儲存裝置操作於休眠狀態時，其可具有更低的功率消耗(如100 mW)，但此時儲存裝置需要較長的喚醒時間(如10毫秒(ms))才能從休眠狀態回復至主動狀態。

一般而言，主機端(晶片組)與裝置端(儲存裝置)之間會基於不同的電源管理模式而利用不同的控制行為來控制儲存裝置的操作狀態。所述控制行為會因為平台、驅動程式、晶片組或作業系統等等複雜因素的影響而產生不同的互動結果，使得電腦系統在不同的電源管理模式中具有不同的功耗特性。換言之，對於不同的電腦系統而言，其設定在相同電源管理模式的功耗可能會有所差異，因此使用者或設計者並無法直接判斷出採用何種電源管理模式可使電腦系統具有較良好的省電表現。

本發明提供一種電源管理方法，其可評估採用何種電源管理模式可使電腦系統具有較良好的省電表現。

本發明的電源管理方法適用於電腦系統，其中電腦系統包括晶片組以及至少一個儲存裝置。所述電源管理方法包括以下步驟：依序設定電腦系統的電源管理模式為第一、第二以及第三電源管理模式；分別在第一、第二以及第三電源管理模式下，監控所述儲存裝置在預設期間內的操作狀態；依據監控的結果，分別獲得所述儲存裝置在第一、第二以及第三電源管理模式下的致能時間資訊，其中所述致能時間資訊指示所述儲存裝置在預設期間內分別操作在不同操作狀態下的時間比例；以及依據於各電源管理模式下的致能時間資訊，選擇第一、第二以及第三電源管理模式其中之一為電腦系統預設的電源管理模式。

在本發明一實施例中，在第一電源管理模式中，用以控制所述操作狀態的電源管理要求係僅由晶片組主動發出；在第二電源管理模式中，用以控制所述操作狀態的電源管理要求係僅由儲存裝置主動發出；以及在第三電源管理模式中，用以控制所述操作狀態的電源管理要求係由晶片組與儲存裝置共同發出。

在本發明一實施例中，儲存裝置的操作狀態包括主動狀態(active state)、部分狀態(partial state)以及休眠狀態(slumber state)。

在本發明一實施例中，依據監控的結果，分別獲得所述儲存裝置在第一、第二以及第三電源管理模式下的致能時間資訊的步驟包括：分別在第一、第二以及第三電源管理模式下，統計所述儲存裝置於預設期間內操作於主動狀態、部分狀態以及休眠狀態的時間比例；以及依據所統計的時間比例產生所述致能時間資訊。

在本發明一實施例中，依據於各電源管理模式下的致能時間資訊，選擇第一、第二以及第三電源管理模式其中之一為電腦系統預設的電源管理模式的步驟包括：依據休眠狀態的時間比例，選擇第一、第二以及第三電源管理模式其中之一為電腦系統預設的電源管理模式。

在本發明一實施例中，依據於各電源管理模式下的致能時間資訊，選擇第一、第二以及第三電源管理模式其中之一為電腦系統預設的電源管理模式的步驟包括：以主動狀態、部分狀態以及休眠狀態所對應的時間比例作為權重，計算至少一儲存裝置操作於主動狀態、部分狀態以及休眠狀態下的功率消耗的加權平均；以及依據所計算之加權平均，選擇第一、第二以及第三電源管理模式其中之一為電腦系統預設的電源管理模式。

在本發明一實施例中，儲存裝置的操作狀態更包括裝置睡眠狀態(device sleep state)。

在本發明一實施例中，儲存裝置為序列先進技術附件儲存裝置。

基於上述，本發明實施例提出一種電源管理方法，其可監控儲存裝置在不同電源管理模式下的操作狀態，並且依據監控的結果統計出儲存裝置操作於各個操作模式下的時間比例，藉以評估電腦系統處於何種電源管理模式下較為省電。換言之，所述電源管理方法可判斷出個別電腦系統最合適的電源管理模式設定，進而提升電腦系統的使用效能。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧電腦系統

110‧‧‧晶片組

120‧‧‧儲存裝置

S210~S240‧‧‧步驟

圖1為電腦系統的示意圖。

圖2為本發明一實施例之電源管理方法的步驟流程圖。

本發明實施例提出一種電源管理方法，其可監控儲存裝置在不同電源管理模式下的操作狀態，並且依據監控的結果統計出儲存裝置操作於各個操作模式下的時間比例，藉以評估電腦系統處於何種電源管理模式下較為省電。換言之，所述電源管理方法可判斷出個別電腦系統最合適的電源管理模式設定，進而提升電腦系統的使用效能。為了使本揭露之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例作為本揭露確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

圖1為電腦系統的示意圖。圖2為本發明一實施例之電源管理方法的步驟流程圖。在本實施例中，圖2所述的電源管理方法適用於如圖1所示之電腦系統100，其中電腦系統100至少包括晶片組110以及至少一個儲存裝置120。所述儲存裝置120可例如為SSD或其他SATA硬碟。

請同時參照圖1與圖2，當圖2的電源管理方法在電腦系統100上執行時，首先，會依序設定電腦系統的電源管理模式為第一電源管理模式(HIPM-only模式)、第二電源管理模式(DIPM-only模式)以及第三電源管理模式(HIPM-DIPM模式)(步驟S210)，其中所述依序設定的動作並不限定於依照上述順序設定，其可依設計者需求自行調整。接著，分別在HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM模式下，監控儲存裝置120在預設期間內的操作狀態(步驟S220)，以依據監控的結果獲得儲存裝置120在HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM模式下的致能時間資訊(步驟S230)，其中所述致能時間資訊係指示儲存裝置120在預設期間內分別操作在不同操作狀態下的時間比例。在步驟S230之後，即可根據各個電源管理模式下的致能時間資訊而選擇HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM 模式其中之一為電腦系統預設的電源管理模式(步驟S240)。

舉例來說，在步驟S210至S230中，電腦系統100會先將電源管理模式設定為HIPM-only模式，並且監控其處於HIPM-only模式下，儲存裝置在預設期間內的操作狀態。此時，電腦系統可依據監控的結果而統計儲存裝置120於預設期間內操作於主動狀態、部分狀態以及休眠狀態的時間比例，並且依據所統計的時間比例而產生關聯於儲存裝置分別操作在主動狀態、部分狀態以及休眠狀態的時間比例的致能時間資訊(在此稱之為HIPM-only的致能時間資訊)。

接著，電腦系統100會將電源管理模式設定為DIPM-only模式，並且重複上述監控操作狀態、統計時間比例以及產生致能時間資訊等步驟，以獲得在DIPM-only模式下的致能時間資訊致能時間資訊(在此稱之為DIPM-only的致能時間資訊)。

相似地，在獲得HIPM-only與DIPM-only的致能時間資訊後，電腦系統100會將電源管理模式設定為HIPM-DIPM模式，並且重複上述監控操作狀態、統計時間比例以及產生致能時間資訊等步驟，以獲得在HIPM-DIPM模式下的致能時間資訊致能時間資訊(在此稱之為HIPM-DIPM的致能時間資訊)。

其中，上述HIPM-only、DIPM-only以及HIPM-DIPM的致能時間資訊可如下表所示(表列之數值僅為示例)：

以上表一所列之數值為例，在HIPM-only的致能時間資訊中指示了儲存裝置在預設期間內有50%的時間比例操作在主動狀態、有30%的時間比例操作在部分狀態以及有20%的時間比例操作在休眠狀態。在DIPM-only的致能時間資訊中指示了儲存裝置在預設期間內有40%的時間比例操作在主動狀態、有35%的時間比例操作在部分狀態以及有25%的時間比例操作在休眠狀態。在HIPM-DIPM的致能時間資訊中指示了儲存裝置在預設期間內有30%的時間比例操作在主動狀態、有20%的時間比例操作在部分狀態以及有50%的時間比例操作在休眠狀態。

在一範例實施例中，由於操作於休眠模式的儲存裝置具有最低的功率消耗(相較於主動模式與部分模式而言)。因此，在步驟S240中，其可進一步地依據各個電源管理模式下之休眠狀態的時間比例來選擇最佳的電源管理模式。以上表一所列之數值為例，電腦系統100可選擇休眠狀態的時間比例最高的HIPM-DIPM模式為其預設的電源管理模式。

在另一範例實施例中，步驟S240還可藉由計算各個電源管理模式下的功耗加權平均來選擇最佳的電源管理模式。詳細而言，在步驟S240中，電腦系統100可以將主動狀態、部分狀態以及休眠狀態所對應的時間比例作為權重，並據以計算在HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM模式之功率消耗的加權平均。

同樣請參照表一，以HIPM-only的致能時間資訊來看，電腦系統100在HIPM-only模式下之功率消耗的加權平均等於0.67(1×0.5+0.5×0.3+0.1×0.2=0.67)。以DIPM-only的致能時間資訊來看，電腦系統100在DIPM-only模式下之功率消耗的加權平均等於0.6(1×0.4+0.5×0.35+0.1×0.25=0.6)。以HIPM-DIPM的致能時間資訊來看，電腦系統100在HIPM-DIPM模式下之功率消耗的加權平均等於0.6(1×0.3+0.5×0.2+0.1×0.5=0.45)。因此，在步驟S240中，其可進一步地依據各個電源管理模式下之功率消耗的加權平均來選擇最佳的電源管理模式。以上表一所列之數值為例，電腦系統100可選擇加權平均數值最低(0.45)的HIPM-DIPM模式為其預設的電源管理模式。

因此，無論電腦系統根據其平台、驅動程式、晶片組或作業系統等等因素的影響而產生了何種控制行為上的變化，根據上述的電源管理方法皆可使電腦系統選擇具有最低功耗的電源管理模式以作為預設的電源管理模式，進而提升電腦系統的使用效能。另一方面，對於電腦系統的製造商而言，其可在電腦系統產品出貨前先行透過上述電源管理方法來個別地設定具有不同規格之電腦系統的電源管理模式，以使電腦系統產品在出貨時皆係被設定在最佳化的電源管理模式下。

值得注意的是，在上述範例實施例中，若電腦系統100有多個儲存裝置，則在步驟S240中可依據各個儲存裝置所對應的致能時間資訊而綜合性的判斷HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM模式三者間何者具有最佳的省電表現，藉以選擇具有最佳省電表現的電源管理模式為預設的電源管理模式。於本領域具有通常知識者應可在參酌上述說明後，自行推知有關於電腦系統包括多個儲存裝置時的電源管理方法及其具體步驟流程，故於此不再贅述。

此外，本發明實施例所述之電源管理方法實際上並不限定在僅監控主動狀態、部分狀態以及休眠狀態三者。在另一實施例中，電腦系統還可監控儲存裝置的一裝置睡眠狀態(device sleep state)，其中所述裝置睡眠狀態相較於休眠狀態具有更低的功率消耗(約5 mW)。於此實施例中，電腦系統可藉由上述步驟而獲得在各個電源管理模式下關聯於儲存裝置120操作在主動狀態、部分狀態、休眠狀態以及裝置睡眠狀態的致能時間資訊，並且根據所述致能時間資訊來選擇最佳的電源管理模式，例如依據裝置睡眠狀態的時間比例來選擇HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM模式其中之一為預設的電源管理模式，或者依據包含裝置睡眠狀態的致能時間資訊所計算的加權平均來選擇HIPM-only模式、DIPM-only模式以及HIPM-DIPM模式其中之一為預設的電源管理模式，本發明不以此為限。

綜上所述，本發明實施例提出一種電源管理方法，其可監控儲存裝置在不同電源管理模式下的操作狀態，並且依據監控的結果統計出儲存裝置操作於各個操作模式下的時間比例，藉以評估電腦系統處於何種電源管理模式下較為省電。換言之，所述電源管理方法可判斷出個別電腦系統最合適的電源管理模式設定，進而提升電腦系統的使用效能。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S210~S240‧‧‧步驟

Claims

一種電源管理方法，適用於一電腦系統，其中該電腦系統包括一晶片組以及至少一儲存裝置，該電源管理方法包括：依序設定該電腦系統的電源管理模式為一第一、一第二以及一第三電源管理模式；分別在該第一、該第二以及該第三電源管理模式下，監控該至少一儲存裝置在一預設期間內的操作狀態；依據監控的結果，分別獲得該至少一儲存裝置在該第一、該第二以及該第三電源管理模式下的一致能時間資訊，其中所述致能時間資訊指示該至少一儲存裝置在該預設期間內分別操作在不同操作狀態下的時間比例；以及依據於各該電源管理模式下的致能時間資訊，選擇該第一、該第二以及該第三電源管理模式其中之一為該電腦系統預設的電源管理模式。
如申請專利範圍第1項所述的電源管理方法，其中在該第一電源管理模式中，用以控制所述操作狀態的電源管理要求(power management request)係僅由該晶片組主動發出；在該第二電源管理模式中，用以控制所述操作狀態的電源管理要求係僅由該儲存裝置主動發出；以及在該第三電源管理模式中，用以控制所述操作狀態的電源管理要求係由該晶片組與該儲存裝置共同發出。
如申請專利範圍第1項所述的電源管理方法，其中該至少一儲存裝置的操作狀態包括一主動狀態(active state)、一部分狀態(partial state)以及一休眠狀態(slumber state)。
如申請專利範圍第3項所述的電源管理方法，其中依據監控的結果，分別獲得該至少一儲存裝置在該第一、該第二以及該第三電源管理模式下的致能時間資訊的步驟包括：分別在該第一、該第二以及該第三電源管理模式下，統計該至少一儲存裝置於該預設期間內操作於該主動狀態、該部分狀態以及該休眠狀態的時間比例；以及依據所統計的時間比例產生所述致能時間資訊。
如申請專利範圍第4項所述的電源管理方法，其中依據於各該電源管理模式下的致能時間資訊，選擇該第一、該第二以及該第三電源管理模式其中之一為該電腦系統預設的電源管理模式的步驟包括：依據該休眠狀態的時間比例，選擇該第一、該第二以及該第三電源管理模式其中之一為該電腦系統預設的電源管理模式。
如申請專利範圍第4項所述的電源管理方法，其中依據於各該電源管理模式下的致能時間資訊，選擇該第一、該第二以及該第三電源管理模式其中之一為該電腦系統預設的電源管理模式的步驟包括：以該主動狀態、該部分狀態以及該休眠狀態所對應的時間比例作為權重，計算該至少一儲存裝置操作於該主動狀態、該部分狀態以及該休眠狀態下的功率消耗的一加權平均；以及依據所計算之加權平均，選擇該第一、該第二以及該第三電源管理模式其中之一為該電腦系統預設的電源管理模式。
如申請專利範圍第3項所述的電源管理方法，其中該至少一儲存裝置的操作狀態更包括一裝置睡眠狀態(device sleep state)。
如申請專利範圍第1項所述的電源管理方法，其中該至少一儲存裝置為序列先進技術附件(serial advanced technology attachment，SATA)儲存裝置。