WO2022153346A1 - 電源制御装置、電源制御方法、および、電源制御プログラム - Google Patents

電源制御装置、電源制御方法、および、電源制御プログラム Download PDF

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power
server
control
power supply
operating
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晃一 原
絵里子 岩佐
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日本電信電話株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H04L41/0823—Configuration setting characterised by the purposes of a change of settings, e.g. optimising configuration for enhancing reliability
    • H04L41/0833—Configuration setting characterised by the purposes of a change of settings, e.g. optimising configuration for enhancing reliability for reduction of network energy consumption

Definitions

  • the present invention relates to a power supply control device, a power supply control method, and a power supply control program.
  • Non-Patent Document 1 describes that a server is operated by load balancing in geographically dispersed data centers.
  • Non-Patent Document 1 when a geographically dispersed data center as described in Non-Patent Document 1 cannot be utilized, it is necessary to use a normal power supply such as thermal power generation together or to prepare a sufficient power storage facility. Therefore, when considering renewable energy as the main axis, a power generation method with a large bias in the power generation time zone requires a very large power storage facility in order to stabilize the power supply, and if sufficient energy cannot be secured, energy is used. It will be thrown away.
  • the main subject of the present invention is to operate the server stably while effectively utilizing the supplied electric power even in an environment where an unstable electric power supply is received.
  • the present invention includes a determination unit that determines excess or deficiency of the power supply status according to the supply and demand status of power to each server deployed in the data center. Having a control unit that changes the total number of servers operating in the data center and at least one of the power settings of each operating server so as to eliminate excess or deficiency of the power supply state. It is characterized by.
  • the server can be operated stably while effectively utilizing the supplied power.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a data center system 9.
  • the power generation facility 1 the power control device 2, and the data center 3 are connected by a network. Further, the power generation facility 1 supplies power to the data center 3 as shown by the thick arrow.
  • the power generation facility 1 may be a conventional power generation facility such as thermal power generation in which the power supply amount is controllable and stable, or a renewable energy whose power supply amount is uncontrollable such as climate such as solar power generation. It may be a power generation facility of.
  • photovoltaic power generation will be illustrated in this specification.
  • One or more servers are deployed in the data center 3, and each server provides various services by executing a program arranged from the outside.
  • the service program executed on the server may be an application that can be executed as it is on the physical resource (bare metal) of the server, or may be middleware that provides an operating environment of the application as an intermediate layer between the server and the application.
  • the middleware is, for example, a virtual machine (VM) and a container.
  • VM virtual machine
  • the power control device 2 has a power supply prediction unit (determination unit) 21 and a power control unit (control unit) 22.
  • the power supply prediction unit 21 predicts the power supply from the power generation facility 1 to the data center 3 on an hourly basis (such as every hour). For example, when the power generation facility 1 is photovoltaic power generation, the supplied power is greatly affected by the amount of solar radiation. Therefore, the power supply forecasting unit 21 receives the input of the weather forecast data "It is sunny now, but it will rain in one hour", and the future power supply such as "The power supply amount will be 50% less than now". Predict.
  • the power supply prediction unit 21 predicts the excess or deficiency of the power supplied from the power generation facility 1 to the data center 3 on an hourly basis (such as every hour). Therefore, the power supply prediction unit 21 determines the excess or deficiency of the power supply by comparing the predicted value of the power supply described above with the measured value of the power consumption obtained by monitoring the power consumption of the server operating in the data center 3. .. Alternatively, the power supply prediction unit 21 may accept input data from an external system that specifies the excess or deficiency of the power supply for each hour (such as every hour).
  • FIG. 2 is a state transition diagram relating to power control.
  • the power supply state 70 indicates an excess power 71 or a power shortage 72 as a state of excess or deficiency of the power supplied from the power generation facility 1 to the data center 3.
  • the power control unit 22 executes power control to each server of the data center 3 so as to eliminate the excess or deficiency according to the power supply state 70 which is the output data from the supply power prediction unit 21.
  • the server setting state 80 is a power state defined for each server in the data center 3, and the state transition is possible by setting the BIOS (Basic Input / Output System) such as the CPU setting.
  • BIOS Basic Input / Output System
  • -Performance 81 is one of the server settings, and although the power efficiency (performance / watt) is inferior, it is a setting that consumes a large amount of power to maximize the performance.
  • -Balance 82 is also a setting in which power consumption and performance are slightly lower than those of performance 81 to improve power efficiency.
  • the minimum 83 will be described as not transitioning to another setting. The minimum 83 has lower power consumption and performance than the balance 82, and instead improves power efficiency.
  • the power consumption performance ratio of the server differs depending on the design characteristics of the CPU used.
  • high-performance server a server with a high-performance CPU design that emphasizes maximum performance
  • low power server a server with a low power CPU design that emphasizes power efficiency
  • power efficiency can be increased although power consumption and performance are low.
  • the data center 3 may be constructed as an environment (heterogeneous) in which a plurality of types of servers having different computer properties coexist.
  • the nature of the computer is defined by, for example, the design characteristics of the CPU that determines performance and power efficiency.
  • the data center 3 may be constructed by a set of servers having the same properties.
  • the power control unit 22 executes at least one of the power controls exemplified as the following first control to fourth control according to the power supply state 70.
  • the power that can be supplied can be maximized while balancing the power demand.
  • -[First control] Change the total number of running servers. If the power is insufficient 72, the number of operating servers is reduced, and if the power is excessive 71, the number of operating servers is increased.
  • -[Second control] Change the performance settings of each running server. For example, if the power is insufficient 72, the performance 81 is changed to the balance 82, and if the power is excessive 71, the balance 82 is changed to the performance 81.
  • the server types may be interchanged without changing the total number of running servers. For example, if the power is insufficient 72, many low-power servers are operated, and if the power is excessive 71, many high-performance servers are operated. -[Third control] Change the placement destination of the VM (details are shown in FIG. 4). For example, if the power is insufficient 72, the server is relocated to a server with good power efficiency, and if the power is excessive 71, the server is relocated to a server with high power consumption. -[Fourth control] Change the operation / non-operation of the VM running on the server (details are shown in Fig. 4). If the power shortage 72, the operating VM is reduced, and if the power excess 71, the operating VM is increased.
  • FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the power control device 2.
  • the power control device 2 is configured as a computer 900 having a CPU 901, a RAM 902, a ROM 903, an HDD 904, a communication I / F 905, an input / output I / F 906, and a media I / F 907.
  • the communication I / F 905 is connected to an external communication device 915.
  • the input / output I / F 906 is connected to the input / output device 916.
  • the media I / F 907 reads and writes data from the recording medium 917.
  • the CPU 901 controls each processing unit by executing a program read into the RAM 902 (such as the power supply power prediction unit 21, the power control unit 22, and the power supply control program provided in the power control device 2). Then, this program can be distributed via a communication line, or can be recorded and distributed on a recording medium 917 such as a CD-ROM.
  • FIG. 4 is a table showing a state before power control for each server constituting the data center 3.
  • Table 101 shows the state of the hardware of the data center 3 before the power control.
  • Data center 3 is equipped with 4 high-performance servers (SA1 to SA4) and 5 low-power servers (SB1 to SB5), of which 6 are in operation when the power is turned on. be. Also, even when the same power is turned on, the high-performance server with performance 81 setting consumes 300 [W], which is more power consumption than the power consumption of 200 [W] of the high-performance server with balance 82 setting. ing.
  • Table 102 shows the state of the software in the data center 3 before power control.
  • two VMs, V01 and V02 are arranged on the server SA1.
  • a request label is attached to each VM.
  • the request label [150: variable 100 to] of V01 indicates that the required performance may be 150 [W] and the required performance may be variable in the range of 100 [W] or more.
  • the VM request label indicates a setting parameter when requesting VM generation from a VM orchestrator (Kubernetes / OpenStack, etc.).
  • the performance variation label and the priority label will be described as an example of the request label.
  • the performance fluctuation label is a label that specifies whether or not to allow fluctuations in the required performance of the VM.
  • the required performance is defined by the required number of CPU cores, the required memory usage, the required GPU specifications (model number), and so on.
  • the performance fluctuation label "fixed” is specified when the required performance fluctuation is not tolerated and the same performance is always required as a service level agreement (SLA).
  • SLA service level agreement
  • the performance variation label "variable” is specified when the variation of the required performance is allowed and the required performance has a lower limit but the performance can be improved.
  • the priority label indicates whether or not the entire system of multiple types of VMs should be operated with priority over other VMs, and whether or not it should be operated by allocating more server performance in preference to other VMs. Referenced to determine.
  • the priority label takes, for example, an integer of 0 to 3, and the larger the value, the higher the priority over other VMs. Note that the priority label "0" allows a period of time to stop without operating (SB1 "shutdown possible" in FIG. 4), and is not required to always operate as in batch processing. Assigned to the case.
  • FIG. 5 shows a state of the table of FIG. 4 after power control.
  • Table 103 the case where the power shortage 72 in FIG. 4 is solved in FIG. 5 is illustrated.
  • the power control unit 22 saves power by reducing the number of operating VMs. Therefore, the power control unit 22 shuts down V07 on the server SB1 and then turns off the power of the server SB1. This saves 100 [W] of power. Further, since the performance fluctuation labels of V01 and V02 are both "variable", the power control unit 22 saves 100 [W] of power by changing the performance setting of the server SA1 from the performance 81 to the balance 82.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing outline of the power control device 2.
  • the power control unit 22 determines whether or not a request for deploying the VM on the server has been received from an external system (S11). If Yes in S11, proceed to S12, and if No, proceed to S21.
  • the power supply prediction unit 21 branches the process based on the current or near future power supply state 70 (S12). If the power is excessive 71 in S12, the process proceeds to S14, and if the power is insufficient 72, the process proceeds to S13.
  • the power control unit 22 deploys the VM of the request received in S11 to the server of the data center 3 (S14).
  • the selection criteria of the deployment destination server are as follows.
  • (Criteria 2) Among the server sets that satisfy Criterion 1, the performance variation label of the VM that is already in operation and the performance variation label of the VM of the request received this time in S11 should be as similar as possible (ratio of the same). Select a server. As a result, as in the server SA1 of FIGS. 4 and 5, the performance variation labels of the VM sets running on the same server are aligned, which makes it easier to change the performance setting of the server and increases the effect of the change. (Criteria 1) is essential, but (Criteria 2) is optional.
  • the process of deploying the request while saving power (S13) is basically the same as that of S14, but currently there is no server that satisfies (Criteria 1) due to the power shortage 72. Therefore, before deploying the request VM, control is performed to save power in the entire data center 3 (details are shown in FIG. 7).
  • the supply power prediction unit 21 branches the process based on the power supply state 70 as in S12 (S21). In S21, if the power is excessive 71, the performance is controlled to increase the power consumption by proceeding to S23 (details are shown in FIG. 10), and if the power is insufficient 72, the power saving is controlled by proceeding to S22 to reduce the power consumption (details are shown in FIGS. 8 and 9). ..
  • FIG. 7 is a flowchart showing the details of the process (S13) of deploying the request while saving power.
  • the VM is deployed after securing the spare capacity of the server for 70 [W].
  • the process starting with "C” indicates the condition (condition C)
  • the process starting with "A” indicates the power control (Action A).
  • the power control unit 22 determines whether or not there is a VM whose performance variation label is “variable” (C11), and determines whether or not there is a server whose performance setting is performance 81 (C12). If (Yes for C11) and (Yes for C12), the power control unit 22 saves power by changing the setting of the server having the performance 81 to the balance 82 (A13). When there are a plurality of server candidates whose settings are to be changed in A13, the settings may be changed in ascending order of the total value of the priority labels of the operating VMs. Alternatively, if the total values of the priority labels are the same, the server may be randomly selected and the setting may be changed.
  • the power control unit 22 can reduce the power consumption of the already placed VM at a different place than the current place and has the capacity to deploy the VM at another place. Is determined (C13). If (Yes at C11) and (No at C12) and (Yes at C13), the power control unit 22 relocates the VM to another location that is more power efficient than the current location, thereby supplying power. Save (A14). When there are a plurality of VM candidates to be rearranged in A14, for example, a VM is randomly selected.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the first half of the power saving control process (S22).
  • FIG. 9 is a flowchart showing the latter half of the power saving control process (S22).
  • the processes C11 to C14 starting with “C” and the processes A11 to A14 starting with “A” used in FIGS. 8 and 9 are as described with reference to FIG.
  • the power control unit 22 determines whether or not the power shortage 72 has been resolved (S101). If Yes in S101, the process of S22 ends, and if No, the process proceeds to S102. When there is a free server in which the VM is not operating (Yes in S102), the power control unit 22 saves power by turning off the power of the free server (A15). When there are a plurality of free server candidates for A15, for example, the power of the free server with the maximum power consumption is turned off.
  • the power control unit 22 proceeds to C11, if the determination in C11 is Yes, the process proceeds to C12, and if (Yes in C12), the power control unit 22 activates the process A13 in the same manner as in FIG. If the judgment of C11 is No, the process proceeds to S103.
  • the power control unit 22 aggregates the VM to the other server (A16). ).
  • the server that is the relocation source becomes a free server, so that the power can be turned off in the next S102. It is desirable that the server that is the relocation source is a server with a small number of VMs that are placed. If (No in S103), the binder A proceeds to C14 in FIG. 9, and if (No in C12), the connector B proceeds to C13 in FIG.
  • the power control unit 22 performs the determination processing of the coupler B to C13 in FIG. 9, and if Yes in C13, performs the processing of A14.
  • the power control unit 22 performs the determination process of C14 if it is the coupler A or (No in C13), and performs the process of A11 if it is Yes in C14. If (No in C14), the processing of A12 was performed in FIG. 7, but in FIG. 9, it is replaced with the processing of A12B.
  • the power control unit 22 shuts down (stops) the operating VMs in ascending order of priority label of VMs and in ascending order of operating status such as CPU usage rate until the power shortage 72 is resolved. Save power (A12B).
  • FIG. 10 is a flowchart showing the performance control process (S23). Although FIGS. 7 to 9 have described the control for saving the electric power for solving the electric power shortage 72, since the electric power is excessive 71 in FIG. 10, the control for increasing the power consumption and improving the processing performance of the VM is performed.
  • the power control unit 22 determines whether or not there is a VM whose performance fluctuation label is "variable" (C11), and determines whether or not there is a server whose performance setting is balanced 82 (C12C). If (Yes at C11) and (Yes at C12C), the power control unit 22 increases the power consumption by changing the setting of the server having the balance 82 to the performance 81 (A13C).
  • the power control unit 22 If the power control unit 22 is (No in C12C), the power consumption of the already placed VM can be increased by another place than the current place, and the VM is placed in another place. It is determined whether or not there is spare capacity to do (C13C). If (Yes at C11) and (No at C12C) and (Yes at C13C), the power control unit 22 relocates the VM to another placement destination that consumes more power than the current placement destination. Improve performance (A14C).
  • the power control unit 22 determines whether or not there is a server that can be started from now on within the range of the surplus power of the data center 3, which is currently stopped (C14C).
  • the power control unit 22 randomly selects one server (Yes in C14) and starts it to increase the power consumption (A11C). Further, the power control unit 22 may start a new VM on the new server as the new server starts. In the case of (No in C14C), the processing of S23 is terminated.
  • the power saving actions A11 to A14 and the power increasing actions A11C to A14C are executed when a predetermined condition such as C11 is satisfied.
  • FIGS. 11 to 14 the relationship between the condition and the action will be organized.
  • FIG. 11 is a table showing conditions for executing each action of power control.
  • the row of the table status "at the time of deployment” and “insufficient power” corresponds to the process (S13) of FIG.
  • the rows of the table status “during control” and power “insufficient” correspond to the processing (S22) of FIGS. 8 and 9.
  • the rows of the table status "during control” and “excessive power” correspond to the process (S23) of FIG.
  • FIG. 12 is a table showing an example in which each action of the process (S13) of FIG. 7 is executed according to the table of FIG.
  • this table for each row L11 to L17 indicated by an ID, an individual determination result as to whether or not each condition is satisfied is associated with an action that can be derived from the determination result by the table of FIG.
  • a blank cell in the condition indicates that it has not been determined whether or not the condition is satisfied. For example, in row L11, since it is the case (does not satisfy C11) and (satisfies C14), the action A11 is executed according to the rule in the first row of the table of FIG.
  • FIG. 13 is a table showing an example in which each action is executed in the power saving control process (S22). Since both FIGS. 12 and 13 have the same power saving control for the power shortage 72, the action of FIG. 12 and the action of FIG. 13 are activated under substantially the same conditions. On the other hand, since there is no request in FIG. 13, the action A12 that discards the request is replaced with the action A12B that stops the running VM.
  • FIG. 14 is a table showing an example in which each action is executed in the performance control process (S23). For example, in row L31, since it is a case (does not satisfy C11) and (satisfies C14C), the action A11C is executed according to the rule in the ninth row of the table of FIG. On the other hand, in row L35, since all the conditions of C11 to C14C are satisfied, the actions A11C, A13C, and A14C are executed according to the rules of rows 9 to 11 of the table of FIG. In this way, various actions are executed according to the combination of each condition according to the rules of the table of FIG.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between power consumption and performance.
  • the horizontal axis of the graph shows the performance provided to the VM, and the vertical axis of the graph shows the power consumption of the VM.
  • Each of the three curves corresponds to the server setting state 80.
  • Curve 201 shows the state of minimum 83
  • curve 202 shows the state of balance 82
  • curve 203 shows the state of performance 81.
  • three types of VMs running on the server are also shown. Since the first VM requires only low required performance P1, it operates with the minimum 83, the balance 82, and the performance 81. As for the power consumption required to provide the same performance, the minimum 83 consumes the lowest power, the balance 82 next, and the performance 81 consumes a large amount of power.
  • the power control unit 22 can save power while providing the same performance to the first VM before and after the relocation.
  • the 2nd VM has a medium required performance P2, so the minimum 83 cannot operate due to insufficient performance. Therefore, the placement destination of the second VM is the server of the balance 82 or the server of the performance 81, and the server of the balance 82 has better power efficiency. In the balance 82 server, the lower the CPU usage rate, the lower the CPU clock and the lower the power consumption.
  • the third VM since the third VM has a high required performance P3, it cannot operate due to insufficient performance even with the minimum 83 or the balance 82. Therefore, the placement destination of the third VM is limited to the server with the performance 81. Therefore, when the power is excessive 71, the number of servers with performance 81 increases due to the action A13C in FIG. 10, and the satisfaction level of the provided service can be enhanced by operating the third VM. In this way, the power control unit 22 flexibly uses a policy that prioritizes power efficiency and a policy that prioritizes absolute performance according to the situation of power supply and demand.
  • the power control unit 22 determines the order of actions to be executed according to one of the policies illustrated below. You may. (Policies 1) In order of lightest action cost (load). For example, the order is A15 ⁇ A13 ⁇ A11 ⁇ A12 ⁇ A14, A16. As a result, although the power reduction range is small, the power reduction can be executed in a short time. (Policy 2) In ascending order of impact on service (for example, service downtime).
  • the order is the first control, the second control, the third control, and the fourth control described above, and the order is A15 ⁇ A13 ⁇ A14, A16 ⁇ A11 ⁇ A12. This minimizes the impact on running services.
  • This policy 2 is a general operational policy.
  • the power control device 2 of the present invention includes a power supply prediction unit 21 that determines excess or deficiency of the power supply state 70 according to the power supply and demand status to each server deployed in the data center 3.
  • a power control unit 22 that changes the total number of operating servers in the data center 3 and at least one of the power settings of each operating server so as to eliminate excess or deficiency with respect to the power supply state 70. It is characterized by having.
  • each server in the data center 3 can effectively utilize the supplied power. Further, each server in the data center 3 operates stably without running out of power.
  • the present invention is characterized in that the power control unit 22 further changes the arrangement of the service program operating on each server on the server based on the power supply state 70.
  • the power control unit 22 sets the power consumption as the first control for increasing the total number of operating servers in the data center 3 and the power setting of each operating server.
  • the third control to relocate the service program running on the predetermined server to the server that consumes more power than the predetermined server, and the fourth control to increase the service program running on the server. It is characterized by executing at least one control of.
  • the power control unit 22 sets the power consumption as the first control for reducing the total number of operating servers in the data center 3 and the power setting of each operating server.
  • the third control to relocate the service program running on the predetermined server to a server with higher power efficiency than the predetermined server, and the fourth control to reduce the service program running on the server. It is characterized by executing at least one control of.
  • the present invention is characterized in that the power control unit 22 executes control in the order of the first control, the second control, the third control, and the fourth control until the power shortage 72 is resolved.
  • Power generation equipment 1 Power generation equipment 2 Power control device 3 Data center 9 Data center system 21 Power supply prediction unit (judgment unit) 22 Power control unit (control unit) 70 Power supply status 71 Excessive power (excessive power status) 72 Power shortage (power shortage state) 80 Server settings 81 Performance 82 Balance 83 Minimum

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Abstract

電力制御装置（２）は、データセンタ（３）に配備されている各サーバへの電力の需給状況に応じて、電力供給状態の過不足を判断する供給電力予測部（２１）と、データセンタ（３）の稼働するサーバの総数、および、稼働中の各サーバの電力の設定のうちの少なくとも１つを、電力供給状態について、過不足を解消するように変化させる電力制御部（２２）とを有する。電力制御部（２２）は、さらに、各サーバ上で動作するサービスプログラムのサーバへの配置についても、電力供給状態をもとに変化させる。

Description

電源制御装置、電源制御方法、および、電源制御プログラム
　本発明は、電源制御装置、電源制御方法、および、電源制御プログラムに関する。
　データセンタには複数のサーバが配備されており、各サーバ上に配置されたアプリケーションが実行されることで、電力を消費する。データセンタに給電する発電設備として再生エネルギーを活用する場合、その電力供給が不安定なこともあり、電力不足となるサーバも発生しうる。そこで、非特許文献１には、地理的に分散したデータセンタで負荷分散を行うことで、サーバを稼働させることが記載されている。
H.Goudarzi et al, "Geographical Load Balancing for Online Service Applications in Distributed Datacenters," Published in: 2013 IEEE Sixth International Conference on Cloud Computing、［online］、IEEE、［2020年12月25日検索］、インターネット〈URL：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6676714〉
　一方、非特許文献１に記載されたような地理的に分散したデータセンタが活用できない場合、火力発電などの通常の電力供給を併用するか、充分な蓄電設備を用意する必要がある。
　よって、再生エネルギーを主軸に考える場合、発電可能時間帯に大きな偏りがある発電方法では、電力供給を安定化させるため、非常に大きな蓄電設備を必要とし、充分に確保出来ない場合にはエネルギーを捨てることになる。
　そこで、本発明は、不安定な電力供給を受ける環境下でも、供給された電力を有効に活用しつつ安定してサーバを稼働させることを主な課題とする。
　前記課題を解決するために、本発明の電源制御装置は、以下の特徴を有する。
　本発明は、データセンタに配備されている各サーバへの電力の需給状況に応じて、電力供給状態の過不足を判断する判断部と、
　前記データセンタの稼働するサーバの総数、および、稼働中の各サーバの電力の設定のうちの少なくとも１つを、前記電力供給状態について、過不足を解消するように変化させる制御部とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、不安定な電力供給を受ける環境下でも、供給された電力を有効に活用しつつ安定してサーバを稼働させることができる。
本実施形態に係わるデータセンタシステムの構成図である。 本実施形態に係わる電力制御に関する状態遷移図である。 本実施形態に係わる電力制御装置のハードウェア構成図である。 本実施形態に係わるデータセンタを構成する各サーバについて、電力制御前の状態を示すテーブルである。 本実施形態に係わる図４のテーブルについて、電力制御後の状態である。 本実施形態に係わる電力制御装置の処理概要を示すフローチャートである。 本実施形態に係わる節電しつつリクエストを配備する処理の詳細を示すフローチャートである。 本実施形態に係わる節電制御処理の前半を示すフローチャートである。 本実施形態に係わる節電制御処理の後半を示すフローチャートである。 本実施形態に係わるパフォーマンス制御処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係わる電力制御の各アクションを実行するための条件を示すテーブルである。 本実施形態に係わる図１１のテーブルに沿って、図７の処理の各アクションが実行される事例を示すテーブルである。 本実施形態に係わる節電制御処理について、各アクションが実行される事例を示すテーブルである。 本実施形態に係わるパフォーマンス制御処理について、各アクションが実行される事例を示すテーブルである。 本実施形態に係わる消費電力と性能との関係を示すグラフである。
　以下、図面を参照して本実施形態を説明する。
　図１は、データセンタシステム９の構成図である。
　データセンタシステム９は、細線矢印で示すように、発電設備１と、電力制御装置２と、データセンタ３とがネットワークで接続される。また、発電設備１は、太線矢印で示すように、データセンタ３に給電する。
　発電設備１は、火力発電などのように電力供給量が制御可能で安定している従来の発電設備でもよいし、太陽光発電などのように電力供給量が気候などの制御不可能な再生エネルギーの発電設備でもよい。以下、本明細書では太陽光発電の場合を例示する。
　データセンタ３には、１台以上のサーバが配備されており、各サーバは外部から配置されたプログラムを実行することで、各種サービスを提供する。
　なお、サーバ上で実行されるサービスプログラムは、サーバの物理資源（ベアメタル）上でそのまま実行可能なアプリケーションでもよいし、サーバとアプリケーションとの中間層として、アプリケーションの動作環境を提供するミドルウェアでもよい。ミドルウェアは、例えば、仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）およびコンテナである。以下、本明細書ではＶＭの場合を例示する。
　電力制御装置２は、供給電力予測部（判断部）２１と電力制御部（制御部）２２とを有する。
　供給電力予測部２１は、発電設備１からデータセンタ３への供給電力を、時間単位ごと（１時間ごとなど）に予測する。例えば、発電設備１が太陽光発電の場合、その供給電力は日射量に大きく影響される。よって、供給電力予測部２１は、「今は晴れだけど１時間後に雨の天気予報」という気象予報データの入力を受け、「電力供給量は今より50%少なくなる」などの未来の供給電力を予測する。
　そして、供給電力予測部２１は、発電設備１からデータセンタ３への供給電力の過不足を、時間単位ごと（１時間ごとなど）に予測する。そのため、供給電力予測部２１は、前記した供給電力の予測値と、データセンタ３で稼働するサーバの消費電力をモニタリングした消費電力の実測値とを比較することで、供給電力の過不足を求める。
　または、供給電力予測部２１は、供給電力の過不足を、時間単位ごと（１時間ごとなど）に指定した外部のシステムからの入力データを受け付けてもよい。
　図２は、電力制御に関する状態遷移図である。
　電力供給状態７０は、発電設備１からデータセンタ３への供給電力の過不足の状態として、電力過剰７１または電力不足７２を示す。
　電力制御部２２は、供給電力予測部２１からの出力データである電力供給状態７０に応じて、その過不足が解消するようにデータセンタ３の各サーバへの電力制御を実行する。
　サーバ設定状態８０は、データセンタ３のサーバごとに規定される電力の状態であり、CPU設定などのBIOS（Basic Input/Output System）の設定により状態遷移が可能である。
　・パフォーマンス８１は、サーバ設定の１つであり、電力効率（パフォーマンス／ワット）は劣るものの、多くの電力を消費して性能を最大化する設定である。
　・バランス８２も、パフォーマンス８１よりも消費電力および性能をやや落として、電力効率を向上させた設定である。
　・ミニマム８３は、例えば、他の設定に遷移しないものとして説明する。ミニマム８３は、バランス８２よりもさらに消費電力および性能は低く、そのかわりに電力効率を向上させている。
　よって、サーバは、以下に例示するように、採用しているCPUの設計特性により消費電力性能比が異なる。
　・最大パフォーマンスを重視する高性能のCPU設計のサーバ（以下「高性能サーバ」）を、パフォーマンス８１として動作させることで、消費電力および最大性能は高くできるが、電力効率は低くなる。
　・電力効率を重視する低電力のCPU設計のサーバ（以下「低電力サーバ」）を、ミニマム８３として動作させることで、消費電力および性能は低いものの、電力効率を高くできる。
　このように、計算機の性質が互いに異なる複数種類のサーバ集合が混在する環境（ヘテロジニアス）として、データセンタ３を構築してもよい。なお、計算機の性質とは、例えば、性能や電力効率を決定するCPUの設計特性などにより規定される。一方、同じ性質のサーバ集合によって、データセンタ３を構築してもよい。
　図１に戻って、電力制御部２２は、電力供給状態７０に応じて、以下の第１制御～第４制御として例示する各電力制御のうちの少なくとも１つを実行する。これにより、電力需要のバランスを取りつつ、供給可能な電力を最大限活用できる。
　・［第１制御］稼働するサーバの総数を変更する。電力不足７２なら稼働するサーバを減らし、電力過剰７１なら稼働するサーバを増やす。
　・［第２制御］稼働する各サーバの性能設定を変更する。例えば電力不足７２ならパフォーマンス８１をバランス８２に変更し、電力過剰７１ならバランス８２をパフォーマンス８１に変更する。または、稼働するサーバの総数は変更せずに、サーバの種類を入れ替えてもよい。例えば電力不足７２なら低電力サーバを多く稼働させ、電力過剰７１なら高性能サーバを多く稼働させる。
　・［第３制御］ＶＭの配置先を変更する（詳細は図４）。例えば電力不足７２なら電力効率が良いサーバに再配置し、電力過剰７１なら消費電力が大きいサーバに再配置する。
　・［第４制御］サーバで動作するＶＭの稼働・非稼働を変更する（詳細は図４）。電力不足７２なら稼働するＶＭを減らし、電力過剰７１なら稼働するＶＭを増やす。
　図３は、電力制御装置２のハードウェア構成図である。
　電力制御装置２は、ＣＰＵ９０１と、ＲＡＭ９０２と、ＲＯＭ９０３と、ＨＤＤ９０４と、通信Ｉ／Ｆ９０５と、入出力Ｉ／Ｆ９０６と、メディアＩ／Ｆ９０７とを有するコンピュータ９００として構成される。
　通信Ｉ／Ｆ９０５は、外部の通信装置９１５と接続される。入出力Ｉ／Ｆ９０６は、入出力装置９１６と接続される。メディアＩ／Ｆ９０７は、記録媒体９１７からデータを読み書きする。さらに、ＣＰＵ９０１は、ＲＡＭ９０２に読み込んだプログラム（供給電力予測部２１や、電力制御部２２や、電力制御装置２に備わる電源制御プログラムなど）を実行することにより、各処理部を制御する。そして、このプログラムは、通信回線を介して配布したり、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体９１７に記録して配布したりすることも可能である。
　図４は、データセンタ３を構成する各サーバについて、電力制御前の状態を示すテーブルである。
　テーブル１０１は、電力制御前のデータセンタ３のハードウェアの状態を示す。
　データセンタ３には、４台の高性能サーバ（SA1～SA4）と、５台の低電力サーバ（SB1～SB5）とが配備され、そのうちの電源ONで稼働中であるサーバは、６台である。また、同じ電源ONの状態でも、パフォーマンス８１設定の高性能サーバは300[W]の電力消費であり、バランス８２設定の高性能サーバの200[W]の電力消費よりも多くの電力を消費している。
　テーブル１０２は、電力制御前のデータセンタ３のソフトウェアの状態を示す。
　例えば、サーバSA1には、V01、V02という２つのＶＭが配置されている。なお、各ＶＭにはリクエストラベルが付されている。例えばV01のリクエストラベル[150:可変100～]は、150[W]の電力を要求性能とし、その要求性能を100[W]以上の範囲で可変としてもよい旨を示す。
　ＶＭのリクエストラベルとは、ＶＭのオーケストレータ（Kubernetes／OpenStack等）に対して、ＶＭの生成をリクエストする際の設定パラメータを示す。以下、リクエストラベルの一例として、性能変動ラベルおよび優先度ラベルを説明する。
　性能変動ラベルは、ＶＭの要求性能の変動を許容するか否かを指定するラベルである。要求性能は、要求するCPUのコア数、要求するメモリの使用量、要求するGPUの仕様（型番）などにより定義される。
　性能変動ラベル「固定」とは、要求性能の変動を許容せず、常時同じ性能をサービス品質保証（SLA：Service Level Agreement）として要求し続ける場合に指定される。
　性能変動ラベル「可変」とは、要求性能の変動を許容し、要求性能の下限はあるが、性能が上がることも許容できる場合に指定される。例えば、映像配信のように映像処理の性能（解像度等）が変わった場合でもサービスとして成立する場合や、所定の総量となる処理を行うが実行時間は問われないバッチ処理の場合には、「可変」が指定される。
　優先度ラベルは、複数種類のＶＭのうちのシステム全体で他のＶＭよりも優先して稼働すべきか否か、および、他のＶＭよりも優先して多くのサーバ性能を割り当てて稼働すべきか否かを決定するために参照される。
　優先度ラベルは、例えば、０～３のいずれかの整数を取り、数値が大きいほど他のＶＭよりも優先して稼働される。なお、優先度ラベル「０」は、稼働せずに停止する期間があることを許容するもので（図４ではSB1の「シャットダウン可」）、バッチ処理のように常に動いていることが要求されない場合に割り当てられる。
　図５は、図４のテーブルについて、電力制御後の状態である。テーブル１０３では、図４の電力不足７２を、図５で解消した場合を例示する。
　電力制御部２２は、稼働するＶＭの数を減らすことにより、電力を節約する。そのため、電力制御部２２は、サーバSB1上のV07をシャットダウンしてから、サーバSB1の電力をOFFにする。これにより、100[W]の電力を節約する。
　さらに、電力制御部２２は、V01,V02の性能変動ラベルがともに「可変」なので、サーバSA1の性能設定をパフォーマンス８１からバランス８２に変更することで、100[W]の電力を節約する。
　図６は、電力制御装置２の処理概要を示すフローチャートである。
　電力制御部２２は、これからサーバ上にＶＭを配備（デプロイ）する旨のリクエストを、外部のシステムから受信したか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１でYesならＳ１２に進み、NoならＳ２１に進む。
　供給電力予測部２１は、現在または近い将来の電力供給状態７０をもとに処理を分岐させる（Ｓ１２）。Ｓ１２で電力過剰７１ならＳ１４に進み、電力不足７２ならＳ１３に進む。
　電力制御部２２は、Ｓ１１で受信したリクエストのＶＭをデータセンタ３のサーバに配備する（Ｓ１４）。ここで、配備先のサーバの選択基準は、以下の通りである。
　（基準１）ＶＭのリクエストラベルに記載された要求性能を稼働できるサーバであること。例えば、ＶＭが70[W]の要求性能を指定した場合、消費電力の余力が70[W]以上のサーバが選択される。例えば、サーバＡの消費電力が合計500[W]であり、現在稼働している別のＶＭの消費電力が100+200+150=合計450[W]であるとする。このとき、サーバＡは残り50[W]消費可能であるが、70[W]の要求性能には余力不足により選択されない。
　（基準２）基準１を満たすサーバ集合のうち、すでに稼働中のＶＭの性能変動ラベルと、今回Ｓ１１で受信したリクエストのＶＭの性能変動ラベルとが、なるべく同じになるように（同一となる比率が高まるように）、サーバを選択する。これにより、図４、図５のサーバSA1のように、同じサーバ上で稼働するＶＭ集合の性能変動ラベルが揃うことで、サーバの性能設定を変更しやすくし、その変更する効果が大きくなる。
　なお、（基準１）は必須だが、（基準２）は任意である。
　一方、節電しつつリクエストを配備する処理（Ｓ１３）は、基本的にはＳ１４と同じだが、現在は電力不足７２により（基準１）を満たすサーバが存在しない。よって、リクエストのＶＭを配備する前に、データセンタ３全体で電力を節約する制御を行う（詳細は図７）。
　リクエストのＶＭが無い状態では、供給電力予測部２１は、Ｓ１２と同様に、電力供給状態７０をもとに処理を分岐させる（Ｓ２１）。Ｓ２１で電力過剰７１ならＳ２３に進んで消費電力を増やすパフォーマンス制御を行い（詳細は図１０）、電力不足７２ならＳ２２に進んで消費電力を減らす節電制御を行う（詳細は図８、図９）。
　図７は、節電しつつリクエストを配備する処理（Ｓ１３）の詳細を示すフローチャートである。この図７の処理により、ＶＭが70[W]の要求性能を指定した場合、70[W]分のサーバの余力を確保してからＶＭを配備する。
　以下、フローチャートに用いる符号の先頭文字について、「Ｃ」から始まる処理は条件（conditionのC）を示し、「Ａ」から始まる処理は電力制御（ActionのA）を示す。
　電力制御部２２は、性能変動ラベルが「可変」のＶＭが存在するか否かを判定し（Ｃ１１）、性能設定がパフォーマンス８１であるサーバが存在するか否かを判定する（Ｃ１２）。（Ｃ１１でYes）かつ（Ｃ１２でYes）なら、電力制御部２２は、パフォーマンス８１であるサーバをバランス８２に設定変更することで、電力を節約する（Ａ１３）。
　なお、Ａ１３で設定変更するサーバの候補が複数存在するときには、稼働しているＶＭの優先度ラベルの合計値が最も低い順に設定変更してもよい。または、優先度ラベルの合計値が同点の場合は、ランダムにサーバを選択して設定変更してもよい。
　電力制御部２２は、すでに配置されているＶＭについて、現在の配置先よりも別の配置先の方が消費電力を削減でき、かつ、別の配置先にＶＭを配備する余力があるか否かを判定する（Ｃ１３）。（Ｃ１１でYes）かつ（Ｃ１２でNo）かつ（Ｃ１３でYes）なら、電力制御部２２は、現在の配置先よりも電力効率が良い別の配置先にＶＭを再配置することで、電力を節約する（Ａ１４）。なお、Ａ１４で再配置するＶＭの候補が複数存在するときには、例えばＶＭをランダムに選択する。
　一方、（Ｃ１１でNo）または（Ｃ１３でNo）なら、処理をＣ１４に進める。
　電力制御部２２は、シャットダウン（停止）可能なラベル（優先度ラベル＝０）のＶＭが存在するか否かを判定する（Ｃ１４）。電力制御部２２は、（Ｃ１４でYes）となる対象ＶＭをランダムに１つ選択し、シャットダウンすることで消費電力を削減する（Ａ１１）。
　（Ｃ１４でNo）の場合、電力制御部２２は、リクエストされたＶＭの要求性能を満たすサーバが存在するなら、そのＶＭを配備してもよいし、サーバが存在しないなら、リクエストを破棄してもよい（Ａ１２）。
　図８は、節電制御処理（Ｓ２２）の前半を示すフローチャートである。
　図９は、節電制御処理（Ｓ２２）の後半を示すフローチャートである。以下、図８、図９で用いる「Ｃ」から始まる処理Ｃ１１～Ｃ１４および「Ａ」から始まる処理Ａ１１～Ａ１４は、図７で説明した通りである。
　電力制御部２２は、電力不足７２が解消しているか否かを判定する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１でYesならＳ２２の処理を終了し、NoならＳ１０２に進む。
　電力制御部２２は、ＶＭが稼働していない空きサーバが存在しているときには（Ｓ１０２でYes）、その空きサーバを電源OFFすることで電力を節約する（Ａ１５）。なお、Ａ１５の空きサーバの候補が複数台存在するときには、例えば、消費電力が最大の空きサーバを電源OFFする。
　電力制御部２２は、（Ｓ１０２でNo）ならＣ１１に進み、Ｃ１１の判定でYesならＣ１２に進んで、（Ｃ１２でYes）なら図７と同様に処理Ａ１３を起動させる。Ｃ１１の判定でNoならＳ１０３に進む。
　電力制御部２２は、稼働中のＶＭを別のサーバ上に再配置することで、ＶＭを別のサーバに集約可能であるときには（Ｓ１０３でYes）、その別のサーバにＶＭを集約する（Ａ１６）。これにより、再配置元となったサーバが空きサーバになることで、次回のＳ１０２で電源OFFの対象にできる。なお、再配置元となるサーバは、配置されているＶＭ数が少ないサーバであることが望ましい。
　なお、（Ｓ１０３でNo）なら結合子Ａから図９のＣ１４に進み、（Ｃ１２でNo）なら結合子Ｂから図９のＣ１３に進む。
　電力制御部２２は、図９の結合子ＢからＣ１３の判定処理を行い、Ｃ１３でYesならＡ１４の処理を行う。電力制御部２２は、結合子Ａまたは（Ｃ１３でNo）ならＣ１４の判定処理を行い、Ｃ１４でYesならＡ１１の処理を行う。
　（Ｃ１４でNo）なら、図７ではＡ１２の処理を行っていたが、図９では、Ａ１２Ｂの処理に置き換わる。
　電力制御部２２は、電力不足７２が解消するまで、ＶＭの優先度ラベルの低い順に、かつ、CPU使用率等の稼働状況が小さい順に、稼働中のＶＭを順次シャットダウン（停止）することで、電力を節約する（Ａ１２Ｂ）。
　図１０は、パフォーマンス制御処理（Ｓ２３）を示すフローチャートである。
　図７～図９は電力不足７２を解消するための電力を節約する制御を説明したが、図１０では電力過剰７１なので、消費電力を増やしてＶＭの処理性能を向上する制御を行う。
　電力制御部２２は、性能変動ラベルが「可変」のＶＭが存在するか否かを判定し（Ｃ１１）、性能設定がバランス８２であるサーバが存在するか否かを判定する（Ｃ１２Ｃ）。（Ｃ１１でYes）かつ（Ｃ１２ＣでYes）なら、電力制御部２２は、バランス８２であるサーバをパフォーマンス８１に設定変更することで、消費電力を増やす（Ａ１３Ｃ）。
　電力制御部２２は、（Ｃ１２ＣでNo）なら、すでに配置されているＶＭについて、現在の配置先よりも別の配置先の方が消費電力を増加でき、かつ、別の配置先にＶＭを配備する余力があるか否かを判定する（Ｃ１３Ｃ）。（Ｃ１１でYes）かつ（Ｃ１２ＣでNo）かつ（Ｃ１３ＣでYes）なら、電力制御部２２は、現在の配置先よりも消費電力が多い別の配置先にＶＭを再配置することで、ＶＭの性能を向上させる（Ａ１４Ｃ）。
　一方、（Ｃ１１でNo）または（Ｃ１３ＣでNo）なら、処理をＣ１４Ｃに進める。
　電力制御部２２は、現在は停止中だがデータセンタ３の余剰電力の範囲内でこれから起動可能なサーバが存在するか否かを判定する（Ｃ１４Ｃ）。電力制御部２２は、（Ｃ１４でYes）となるサーバをランダムに１つ選択し、起動することで消費電力を増加させる（Ａ１１Ｃ）。さらに、電力制御部２２は、新たなサーバの起動に伴い、新たなサーバ上に新たなＶＭを起動してもよい。
　（Ｃ１４ＣでNo）の場合、Ｓ２３の処理を終了させる。
　以上説明したように、電力節約の各アクションＡ１１～Ａ１４および電力増加の各アクションＡ１１Ｃ～Ａ１４Ｃは、それぞれＣ１１などの所定の条件を満たしたときに実行される。以下、図１１～図１４では、条件とアクションとの関係を整理する。
　図１１は、電力制御の各アクションを実行するための条件を示すテーブルである。
　テーブルの状況「配備時」かつ電力「不足」の行が、図７の処理（Ｓ１３）に対応する。
　テーブルの状況「制御時」かつ電力「不足」の行が、図８，９の処理（Ｓ２２）に対応する。
　テーブルの状況「制御時」かつ電力「過剰」の行が、図１０の処理（Ｓ２３）に対応する。
　例えば、アクションＡ１１が実行されるための条件として、図７では以下の２つの場合を例示した。
　・（Ｃ１１でNo）かつ（Ｃ１４でYes）の場合
　・（Ｃ１１でYes）かつ（Ｃ１２でNo）かつ（Ｃ１３でNo）かつ（Ｃ１４でYes）
　一方、図１１のテーブルでは、アクションＡ１１が実行されるための条件として、Ｃ１４を満たすこと（Ｃ１４でYes）だけが記載されている。つまり、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の判定結果にかかわらず、（Ｃ１４でYes）ならアクションＡ１１が実行される。
　図１２は、図１１のテーブルに沿って、図７の処理（Ｓ１３）の各アクションが実行される事例を示すテーブルである。
　このテーブルは、IDで示す各行Ｌ１１～Ｌ１７ごとに、各条件を満たすか否かの個別の判定結果と、それらの判定結果から図１１のテーブルにより導き出せるアクションとを対応付ける。なお、条件で空欄のマスは、条件を満たすか否かを判定していない旨を示す。
　例えば、行Ｌ１１では、（Ｃ１１を満たさない）かつ（Ｃ１４を満たす）場合なので、図１１のテーブルの１行目のルールに従い、アクションＡ１１が実行される。
　一方、行Ｌ１７では、Ｃ１１～Ｃ１４の条件をすべて満たす場合なので、図１１のテーブルの１，３，４行目のルールに従い、アクションＡ１１，Ａ１３，Ａ１４が実行される。つまり、アクションＡ１１を満たす事例として、行Ｌ１１の場合もあるし、行Ｌ１７の場合もある。
　図１３は、節電制御処理（Ｓ２２）について、各アクションが実行される事例を示すテーブルである。
　図１２も図１３も電力不足７２に対する節電制御という点では共通しているので、図１２のアクションと図１３のアクションとはほぼ同じ条件で起動される。
　一方、図１３ではリクエストが無い状態なので、リクエストを破棄するアクションＡ１２が、稼働中のＶＭを停止するアクションＡ１２Ｂに置き換わる。
　図１４は、パフォーマンス制御処理（Ｓ２３）について、各アクションが実行される事例を示すテーブルである。
　例えば、行Ｌ３１では、（Ｃ１１を満たさない）かつ（Ｃ１４Ｃを満たす）場合なので、図１１のテーブルの９行目のルールに従い、アクションＡ１１Ｃが実行される。
　一方、行Ｌ３５では、Ｃ１１～Ｃ１４Ｃの条件をすべて満たす場合なので、図１１のテーブルの９～１１行目のルールに従い、アクションＡ１１Ｃ，Ａ１３Ｃ，Ａ１４Ｃが実行される。
　このように、図１１のテーブルのルールに従い、各条件の組み合わせにより、様々なアクションが実行される。
　図１５は、消費電力と性能との関係を示すグラフである。グラフの横軸はＶＭに提供する性能を示し、グラフの縦軸はＶＭの消費電力を示す。
　３つの曲線は、それぞれサーバ設定状態８０に対応する。曲線２０１はミニマム８３の状態を示し、曲線２０２はバランス８２の状態を示し、曲線２０３はパフォーマンス８１の状態を示す。
　また、サーバ上で稼働するＶＭも、３種類を図示した。第１ＶＭは低い要求性能Ｐ１しか求めないので、ミニマム８３でもバランス８２でもパフォーマンス８１でも動作する。同じ性能を提供するために要する消費電力は、ミニマム８３が一番低く、バランス８２がその次で、パフォーマンス８１が多くの電力を消費する。
　そのため、電力効率が最良のミニマム８３のサーバで第１ＶＭを稼働することが望ましい。例えば、図７の判定Ｃ１３において、バランス８２のサーバで第１ＶＭが稼働していた場合には、（Ｃ１３でYes）となる。よって、電力制御部２２は、第１ＶＭをミニマム８３のサーバに再配置することで（Ａ１４）、再配置の前後で同じ性能を第１ＶＭに提供しつつ、電力を節約できる。
　一方、第２ＶＭは中程度の要求性能Ｐ２なので、ミニマム８３では性能不足で稼働できない。よって、第２ＶＭの配置先は、バランス８２のサーバまたはパフォーマンス８１のサーバとなり、バランス８２のサーバのほうが電力効率が良い。なお、バランス８２のサーバでは、CPU使用率が下がるほど、CPUクロックが下がり消費電力も下がる。
　さらに、第３ＶＭは高い要求性能Ｐ３なので、ミニマム８３でもバランス８２でも性能不足で稼働できない。よって、第３ＶＭの配置先は、パフォーマンス８１のサーバに限定される。そのため、電力過剰７１のときには、図１０のアクションＡ１３Ｃによりパフォーマンス８１のサーバが増えるので、第３ＶＭを稼働させることで、提供するサービスへの満足度を高められる。
　このように、電力制御部２２は、電力需給の状況に合わせて、電力効率を優先させるポリシと、絶対性能を優先させるポリシとを柔軟に使い分ける。
　また、電力制御部２２は、図１２の行Ｌ１７の場合など、電力制御をするためのアクションの選択肢が複数存在するときには、以下に例示するいずれかのポリシに従い、実行するアクションの順序を決定してもよい。
　（ポリシ１）アクションのコスト（負荷）が軽い順。例えば、Ａ１５→Ａ１３→Ａ１１→Ａ１２→Ａ１４，Ａ１６の順。これにより、電力削減幅は小さいものの、電力削減を短時間で実行できる。
　（ポリシ２）サービスへの影響（例えばサービス停止時間）が小さい順。例えば、前記した第１制御、第２制御、第３制御、第４制御の順であり、Ａ１５→Ａ１３→Ａ１４，Ａ１６→Ａ１１→Ａ１２の順。これにより、実行中のサービスへの影響を最小化できる。このポリシ２は、一般的な運用ポリシとなる。
　（ポリシ３）電力節約効果が大きい順。例えば、Ａ１５→Ａ１３，Ａ１４，Ａ１６→Ａ１１，Ａ１２の順。これにより、電力削減を短時間に大きい削減幅で実行できる。このポリシ３は、災害などで供給可能な電力が急激に低下して需要に間に合わない場合や、システム全体でトラブルが予想される場合などの、電力削減が最優先である状況で使用される。
　なお、Ａ１６の優先度は、再配置対象の数により前後する。
　ここで、各ポリシで記載した「Ａ→Ｂ，Ｃ→Ｄ」の順とは、以下の通りである。
　・アクションＡを最優先で行う（記号「Ａ→Ｂ」はＡをＢよりも優先するという意味）。その結果として電力不足が解消されたら、アクションＢ，Ｃ，Ｄの実行を省略する。
　・アクションＡでも電力不足が解消されないなら、アクションＢまたはアクションＣを同じ優先度で実行する（記号「Ｂ，Ｃ」はＢとＣとが同じ優先度という意味）。
　・それでも電力不足が解消されないなら、アクションＤを実行する。
［効果］
　本発明の電力制御装置２は、データセンタ３に配備されている各サーバへの電力の需給状況に応じて、電力供給状態７０の過不足を判断する供給電力予測部２１と、
　データセンタ３の稼働するサーバの総数、および、稼働中の各サーバの電力の設定のうちの少なくとも１つを、電力供給状態７０について、過不足を解消するように変化させる電力制御部２２とを有することを特徴とする。
　これにより、不安定な電力供給を受ける環境下でも、データセンタ３の各サーバは供給された電力を有効に活用できる。さらに、データセンタ３の各サーバは電力不足にならずに安定して稼働する。
　本発明は、電力制御部２２が、さらに、各サーバ上で動作するサービスプログラムのサーバへの配置についても、電力供給状態７０をもとに変化させることを特徴とする。
　これにより、不安定な電力供給を受ける環境下でも、動作するサービスプログラムを増減させずに、サービスを供給できる。
　本発明は、電力制御部２２が、電力供給状態７０が電力過剰７１であるときには、データセンタ３の稼働するサーバの総数を増やす第１制御、稼働中の各サーバの電力の設定として消費電力を増やす第２制御、所定のサーバ上で動作するサービスプログラムを、所定のサーバよりも消費電力が大きいサーバに再配置する第３制御、および、サーバ上で動作するサービスプログラムを増やす第４制御のうちの少なくとも１つの制御を実行することを特徴とする。
　これにより、余剰電力を有効活用して、サービスプログラムの性能を向上させることができる。
　本発明は、電力制御部２２が、電力供給状態７０が電力不足７２であるときには、データセンタ３の稼働するサーバの総数を減らす第１制御、稼働中の各サーバの電力の設定として消費電力を減らす第２制御、所定のサーバ上で動作するサービスプログラムを、所定のサーバよりも電力効率が良いサーバに再配置する第３制御、および、サーバ上で動作するサービスプログラムを減らす第４制御のうちの少なくとも１つの制御を実行することを特徴とする。
　これにより、電力を節約して、サービスプログラムの動作を安定させることができる。
　本発明は、電力制御部２２が、第１制御、第２制御、第３制御、第４制御の順に、電力不足７２が解消するまで制御を実行することを特徴とする。
　これにより、サービスへの影響（例えばサービス停止時間）が小さい順に、電力制御が行われる。よって、実行中のサービスへの影響を最小化できる。
　１　　　発電設備
　２　　　電力制御装置
　３　　　データセンタ
　９　　　データセンタシステム
　２１　　供給電力予測部（判断部）
　２２　　電力制御部（制御部）
　７０　　電力供給状態
　７１　　電力過剰（電力過剰状態）
　７２　　電力不足（電力不足状態）
　８０　　サーバ設定状態
　８１　　パフォーマンス
　８２　　バランス
　８３　　ミニマム

Claims (7)

  1. 　データセンタに配備されている各サーバへの電力の需給状況に応じて、電力供給状態の過不足を判断する判断部と、
    　前記データセンタの稼働するサーバの総数、および、稼働中の各サーバの電力の設定のうちの少なくとも１つを、前記電力供給状態について、過不足を解消するように変化させる制御部とを有することを特徴とする
    　電力制御装置。
  2. 　前記制御部は、さらに、各サーバ上で動作するサービスプログラムのサーバへの配置についても、前記電力供給状態をもとに変化させることを特徴とする
    　請求項１に記載の電力制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記電力供給状態が電力過剰状態であるときには、前記データセンタの稼働するサーバの総数を増やす第１制御、稼働中の各サーバの電力の設定として消費電力を増やす第２制御、所定のサーバ上で動作する前記サービスプログラムを、所定のサーバよりも消費電力が大きいサーバに再配置する第３制御、および、サーバ上で動作する前記サービスプログラムを増やす第４制御のうちの少なくとも１つの制御を実行することを特徴とする
    　請求項２に記載の電力制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記電力供給状態が電力不足状態であるときには、前記データセンタの稼働するサーバの総数を減らす第１制御、稼働中の各サーバの電力の設定として消費電力を減らす第２制御、所定のサーバ上で動作する前記サービスプログラムを、所定のサーバよりも電力効率が良いサーバに再配置する第３制御、および、サーバ上で動作する前記サービスプログラムを減らす第４制御のうちの少なくとも１つの制御を実行することを特徴とする
    　請求項２に記載の電力制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記第１制御、前記第２制御、前記第３制御、前記第４制御の順に、前記電力不足状態が解消するまで制御を実行することを特徴とする
    　請求項４に記載の電力制御装置。
  6. 　電力制御装置は、判断部と、制御部とを有しており、
    　前記判断部は、データセンタに配備されている各サーバへの電力の需給状況に応じて、電力供給状態の過不足を判断し、
    　前記制御部は、前記データセンタの稼働するサーバの総数、および、稼働中の各サーバの電力の設定のうちの少なくとも１つを、前記電力供給状態について、過不足を解消するように変化させることを特徴とする
    　電源制御方法。
  7. 　コンピュータを、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力制御装置として機能させるための電源制御プログラム。
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