專利名稱：信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法及運(yùn)用管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等信息處理裝置群和對(duì)其進(jìn)行供電 或冷卻的設(shè)備構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法以及運(yùn)用管理裝置，尤其涉 及適合于進(jìn)行信息處理裝置群和設(shè)備的綜合的節(jié)電運(yùn)用管理的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在特開(kāi)2004-126968號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中，在對(duì)于并列計(jì)算機(jī)進(jìn)行作 業(yè)調(diào)度(job scheduling)的管理服務(wù)器中，根據(jù)計(jì)算機(jī)的溫度傳感器信息向溫 度低的計(jì)算枳4更入新作業(yè)，使作業(yè)從溫度高的計(jì)算機(jī)向溫度低的計(jì)算機(jī)移動(dòng)， 防止由于高溫而導(dǎo)致的并列計(jì)算機(jī)的故障或性能下降。另外，在作業(yè)的移動(dòng)前
后，也根據(jù)溫度信息估計(jì)各個(gè)計(jì)算機(jī)和每個(gè)計(jì)算機(jī)所具備的冷卻裝置的消耗功 率，由此判斷可否移動(dòng)。
在特開(kāi)2007-179437號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中，在多個(gè)計(jì)算機(jī)的管理系統(tǒng) 中，根據(jù)計(jì)算機(jī)的溫度分布和運(yùn)行信息提取出過(guò)熱計(jì)算機(jī)和非過(guò)熱計(jì)算機(jī)，使 軟件從前者向后者移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)電化。另外，在提取出對(duì)象計(jì)算機(jī)后，比較 軟件移動(dòng)前后的計(jì)算機(jī)功率和空調(diào)功率的變化，判斷可否移動(dòng)。根據(jù)運(yùn)行信息 求出計(jì)算機(jī)功率，根據(jù)溫度分布求出空調(diào)功率，根據(jù)溫度傳感器或溫度歷史或 運(yùn)行信息求出溫度分布。
在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2006/0259621號(hào)說(shuō)明書(shū)(專利文獻(xiàn)3)中，在對(duì)位 于數(shù)據(jù)中心的多個(gè)服務(wù)器分配作業(yè)負(fù)荷的方法中，比較被請(qǐng)求的作業(yè)負(fù)荷的資 料和歷史資料，按照服務(wù)器和空調(diào)的功率達(dá)到最低的歷史，向服務(wù)器分配所請(qǐng) 求的作業(yè)負(fù)荷，若沒(méi)有適合的歷史則隨機(jī)地分配。在歷史資料中包含服務(wù)器 的位置、等級(jí)、運(yùn)行信息、進(jìn)氣溫度、排氣溫度、作業(yè)負(fù)荷的類型、服務(wù)器和 空調(diào)的功率。服務(wù)器和空調(diào)的功率，根據(jù)服務(wù)器的進(jìn)排氣溫度和比熱和風(fēng)量來(lái) 求得，或者通過(guò)功率計(jì)來(lái)測(cè)定。
在美國(guó)專利申請(qǐng)z^開(kāi)2006/0259793號(hào)i^L明書(shū)(專利文獻(xiàn)4)中，在對(duì)位于數(shù)據(jù)中心的多個(gè)服務(wù)器分配功率的方法中，為了接近理想的模擬的溫度分布、 即功率分布，在地理位置接近的服務(wù)器間或機(jī)架間進(jìn)行功率預(yù)算的平衡，根據(jù) 該預(yù)算分配，指定服務(wù)器的離散化的功率狀態(tài)，防止了由于熱點(diǎn)或冷點(diǎn)導(dǎo)致的 服務(wù)器的故障。表示各服務(wù)器對(duì)應(yīng)的理想功率的熱系數(shù)，根據(jù)各服務(wù)器的排氣 溫度和平均的服務(wù)器的基準(zhǔn)排氣溫度和空調(diào)的供氣溫度來(lái)求出。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2004-126968號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2007-179437號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2006/0259621號(hào)說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)4美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2006/0259793號(hào)說(shuō)明書(shū)

發(fā)明內(nèi)容
預(yù)想到近年的信息通信的飛速發(fā)展，而且面向廣播和通信的融合時(shí)代，信 息處理裝置急劇增加。 一方面，為了削減二氧化碳以防止地球變暖，迫切需要 大幅度減小信息處理裝置的消耗功率。特別是在后端擔(dān)當(dāng)信息處理基礎(chǔ)的數(shù)據(jù) 中心中，除了信息處理裝置群消耗的功率以外，進(jìn)行其供電或冷卻的設(shè)備所消 耗的功率也占很大的比例，削減裝置群和設(shè)備相加的總功率成為重要課題。
為了數(shù)據(jù)中心的節(jié)電化，在服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等的信息處理裝置、 供電設(shè)備、冷卻設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)用管理中開(kāi)始了各種努力。在信息處理裝置中， 通過(guò)低功率器件/電路來(lái)提高單位消耗功率的性能、通過(guò)根據(jù)作業(yè)負(fù)荷的工作/ 待機(jī)狀態(tài)切換來(lái)采用節(jié)電功能取得了進(jìn)展。在供電設(shè)備中，開(kāi)始了從變壓器、 不間斷電源裝置、配電盤、分電器等到裝置群電源的供電系統(tǒng)的損失降低和變 換效率提高；在冷卻設(shè)備中，開(kāi)始了空調(diào)機(jī)自身的運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高或給排氣口的 氣流設(shè)計(jì)的最佳化；而且開(kāi)始引入局部冷卻或液冷。在運(yùn)用管理中，在主要的 對(duì)策中列舉了運(yùn)行信息監(jiān)視、作業(yè)調(diào)度、以及基于虛擬化的裝置群的運(yùn)用效 率改善或聯(lián)合(consolidation )。
供電設(shè)備或冷卻設(shè)備， 一般根據(jù)裝置群的最大額定功率來(lái)設(shè)計(jì)，但運(yùn)用時(shí) 的設(shè)備的效率或功率很大程度上取決于設(shè)備所對(duì)應(yīng)的裝置群的功率的分布或 變化。例如，電源變換效率取決于功率負(fù)荷，因此根據(jù)裝置的工作功率和供電 系統(tǒng)，供電損失不同。另外，空調(diào)機(jī)的效率取決于裝置的功率即發(fā)熱、空調(diào)機(jī) 和裝置間的位置關(guān)系和距離、溫度、風(fēng)量、風(fēng)向等，因此根據(jù)裝置的功率和配置，冷卻功率大受影響。
預(yù)想到今后數(shù)據(jù)中心的基于虛擬化的運(yùn)用管理會(huì)擴(kuò)展，為了節(jié)電化而利用
聯(lián)合或動(dòng)態(tài)遷移(live migration),因此充分考慮設(shè)備所對(duì)應(yīng)的裝置群的功率 分布的不均衡化或時(shí)間變化，需要削減裝置群和設(shè)備的總功率的對(duì)策。以往， 作為與服務(wù)器或計(jì)算機(jī)等裝置群和冷卻設(shè)備或空調(diào)設(shè)備相關(guān)的溫度或功率的 運(yùn)用管理方法，已知若干個(gè)公知例，但在上述總體節(jié)電化方面，停留在局部或 逐步的對(duì)策。
其中，例如在專利文獻(xiàn)l中，通過(guò)向并列計(jì)算機(jī)中溫度低的計(jì)算機(jī)分配作 業(yè)，抑制了計(jì)算機(jī)的溫度上升，但在數(shù)據(jù)中心那樣多種信息處理裝置共存的情 況下，不一定是溫度低的裝置節(jié)省電力。另外，在作業(yè)的移動(dòng)前后，估計(jì)了計(jì) 算機(jī)的消耗功率，因此即使與移動(dòng)源和移動(dòng)目的地相關(guān)的功率下降，但對(duì)于并 列計(jì)算機(jī)全體來(lái)說(shuō)，也只不過(guò)是局部的節(jié)電化。在消耗功率的估計(jì)中也包含對(duì) 每個(gè)計(jì)算機(jī)附加的冷卻裝置的功率，但未考慮空調(diào)設(shè)備或計(jì)算機(jī)等的配置，有 時(shí)也會(huì)出現(xiàn)即使通過(guò)作業(yè)的分配使計(jì)算機(jī)和冷卻裝置的功率下降，但空調(diào)功率 上升，從而二者的總功率增加的情況。
在專利文獻(xiàn)2中，使軟件從過(guò)熱計(jì)算機(jī)向非過(guò)熱計(jì)算機(jī)移動(dòng)并分散，但溫 度低的計(jì)算機(jī)不一定功率低，并且，有時(shí)使軟件向特定的計(jì)算機(jī)集中、使其它 計(jì)算機(jī)待機(jī)或休止，更能在計(jì)算機(jī)群全體中節(jié)省電力。另外，在軟件的移動(dòng)前 后，比較了計(jì)算機(jī)功率和空調(diào)功率的變化，但比較對(duì)象限于提取出的過(guò)熱和非 過(guò)熱的計(jì)算機(jī)，并不考慮將計(jì)算機(jī)群和空調(diào)設(shè)備合在一起的總功率。
在專利文獻(xiàn)3中，根據(jù)服務(wù)器和空調(diào)的功率達(dá)到最低的歷史資料，向服務(wù) 器分配所請(qǐng)求的作業(yè)負(fù)荷，因此，對(duì)于歷史的范圍內(nèi)的新請(qǐng)求，可以降低將服 務(wù)器群和空調(diào)設(shè)備合在一起的功率，但當(dāng)沒(méi)有適合的歷史時(shí)、或已分配的作業(yè) 服務(wù)變化較大時(shí)無(wú)法應(yīng)對(duì)或者僅根據(jù)歷史積累來(lái)逐步地改善。另外，盡管在歷 史資料中包含了服務(wù)器的位置，但根據(jù)服務(wù)器進(jìn)排氣溫度或功率計(jì)來(lái)求出空調(diào) 功率，并未考慮服務(wù)器和空調(diào)設(shè)備的位置關(guān)系，向位于歷史中出現(xiàn)的范圍內(nèi)的 位置的服務(wù)器分配作業(yè)負(fù)荷，不一定使服務(wù)器群和空調(diào)設(shè)備的總功率成為最 小。
在專利文獻(xiàn)4中，為了接近理想的溫度分布而在相鄰的服務(wù)器間平衡功率
9預(yù)算，因此服務(wù)器群全體的合計(jì)功率不降低。另外，以溫度的均衡化為目的， 使功率宏觀地分散給了服務(wù)器群，因此，與基于服務(wù)器的聯(lián)合的節(jié)電化不相容。 為了進(jìn)行功率分配而參照了服務(wù)器的地理位置或排氣溫度、空調(diào)的供氣溫度， 但未考慮空調(diào)設(shè)備的功率或配置，無(wú)助于空調(diào)功率的降低。對(duì)服務(wù)器指定的功 率狀態(tài)是待機(jī)模式(待機(jī)功率)和最大工作模式(最大功率)，未考慮與作業(yè) 負(fù)荷對(duì)應(yīng)的功率變化，未利用服務(wù)器自身的節(jié)電功能。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在只不過(guò)局部或逐步地降低信息處理裝置群和空調(diào) 設(shè)備的功率的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的目的之一在于，通過(guò)綜合地考慮裝置群的 功率分布或變化以及與設(shè)備的相互配置，來(lái)削減將裝置群和設(shè)備合在一起的總 功率，實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)中心為代表的信息處理系統(tǒng)的節(jié)電運(yùn)用。從概念上來(lái)講，對(duì) 于僅裝置群的節(jié)電化來(lái)說(shuō)，盡可能地將作業(yè)負(fù)荷集中分配給某個(gè)裝置，使其它
裝置休止或停止的方式較好；對(duì)于僅設(shè)備的節(jié)電化來(lái)說(shuō)，通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)效率增高的 配置，使裝置群的功率盡量分散的方式較好。因此，本發(fā)明提供，為了滿足裝 置群和設(shè)備的相反的要求，使作業(yè)負(fù)荷恰當(dāng)?shù)丶胁⑶曳稚⒌叵蜓b置群分配， 為使裝置群和設(shè)備的總功率達(dá)到最小而進(jìn)行最佳化的運(yùn)用管理方法以及運(yùn)用 管理裝置。本發(fā)明的上述以及其它目的和新特征，通過(guò)本說(shuō)明書(shū)的記載以及附 圖可以明了。
本發(fā)明的代表的實(shí)施方式的特征在于，具有由信息處理裝置群的位置以及 運(yùn)行信息和設(shè)備的位置以及環(huán)境信息構(gòu)成的配置信息，具備根據(jù)運(yùn)行信息求 出與裝置群的作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的消耗功率的單元；以及根據(jù)配置信息，求出與裝 置群的消耗功率對(duì)應(yīng)的設(shè)備的供電損失或冷卻功率的單元，由此，以使裝置群 和設(shè)備的總功率達(dá)到最小的方式分配作業(yè)負(fù)荷。
如專利文獻(xiàn)2所示，不提取出過(guò)熱/非過(guò)熱裝置，而為了在裝置全體范圍 內(nèi)掌握裝置的位置和作業(yè)負(fù)荷而收集裝置群的位置和運(yùn)行信息。運(yùn)行信息，作 為對(duì)于從某裝置向其它裝置移動(dòng)作業(yè)負(fù)荷后計(jì)算消耗功率來(lái)說(shuō)充分的信息，根 據(jù)需要，也包含裝置的規(guī)格信息或結(jié)構(gòu)信息。若是供電設(shè)備，則為了掌握從變 壓器到裝置電源的供電系統(tǒng)的供電損失而收集設(shè)備的位置和環(huán)境信息，若是冷 卻設(shè)備，則為了掌握從外部空氣經(jīng)由空氣或冷J 某到達(dá)裝置即熱源的熱交換循環(huán) 和冷卻功率而收集設(shè)備的位置和環(huán)境信息。除了設(shè)備的內(nèi)置傳感器或外部傳感器以外，才艮據(jù)需要也從裝置的運(yùn)行信息中取得環(huán)境信息。
在求出裝置功率的單元中，不是根據(jù)專利文獻(xiàn)1那樣的溫度信息或?qū)＠?br> 獻(xiàn)3那樣的歷史對(duì)照，與專利文獻(xiàn)4那樣最大工作/待機(jī)狀態(tài)的固定功率不同， 不限于專利文獻(xiàn)2那樣將裝置對(duì)象限于過(guò)熱/非過(guò)熱裝置，而4艮據(jù)運(yùn)行信息， 在裝置群全體范圍內(nèi)求出才艮據(jù)作業(yè)負(fù)荷的多少而變化的功率。在求出設(shè)備功率 的單元中，不根據(jù)專利文獻(xiàn)2那樣的溫度分布或?qū)＠墨I(xiàn)3那樣的歷史對(duì)照， 不像專利文獻(xiàn)1那樣求出裝置中包含的冷卻裝置的功率，而根據(jù)裝置群和設(shè)備 的相互配置信息求出與裝置群的功率分布或變化對(duì)應(yīng)的設(shè)備全體的功率。在向 裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的單元中，對(duì)象不限于專利文獻(xiàn)1那樣的溫度低的裝置、 專利文獻(xiàn)2那樣的非過(guò)熱裝置、專利文獻(xiàn)3那樣的留在歷史中的裝置、專利文 獻(xiàn)4那樣的地理位置接近的裝置，而是根據(jù)以裝置群全體作為對(duì)象而求出的最 佳解來(lái)分配作業(yè)負(fù)荷。
本發(fā)明的代表實(shí)施方式的另一特征在于，具備監(jiān)視由裝置群的位置及運(yùn) 行信息和設(shè)備的位置及環(huán)境信息構(gòu)成的配置信息，根據(jù)當(dāng)前或預(yù)定的作業(yè)負(fù) 荷，向裝置群分配虛擬作業(yè)負(fù)荷的單元；根據(jù)運(yùn)行信息，求出與裝置群的虛擬 作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的虛擬消耗功率的單元；根據(jù)配置信息和虛擬消耗功率，求出設(shè) 備的虛擬供電損失或虛擬冷卻功率的單元，由此，求出使裝置群的虛擬消耗功 率和設(shè)備的虛擬供電損失還有虛擬冷卻功率的總和最小的虛擬作業(yè)負(fù)荷分配 的最佳解。
向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配中存在大量的組合，但通過(guò)分配虛擬作業(yè)負(fù)荷來(lái) 搜索使將裝置群和設(shè)備合在一起的總功率為最小的解，高效地找出最佳解，根 據(jù)該最佳解向裝置群分配實(shí)際作業(yè)負(fù)荷。不僅包含當(dāng)前的作業(yè)負(fù)荷，也包含預(yù) 定或預(yù)測(cè)的作業(yè)負(fù)荷來(lái)進(jìn)行虛擬作業(yè)負(fù)荷的分配。在解的搜索中，可以考慮裝 置的工作溫度條件或允許負(fù)荷條件、供電設(shè)備的配電盤或機(jī)架電源的允許功率 條件、冷卻設(shè)備的冷卻能力或用于避免蓄熱的區(qū)段允許功率條件等制約條件。
而且，另一特征在于，具有對(duì)設(shè)置了裝置群和設(shè)備的空間中的、裝置群的 位置坐標(biāo)以及運(yùn)行信息和設(shè)備的位置坐標(biāo)以及與供電或冷卻相關(guān)的環(huán)境信息 進(jìn)行了映射的配置信息。通過(guò)在虛擬空間上對(duì)實(shí)際空間中的裝置群或設(shè)備的運(yùn) 行狀況或配置狀況進(jìn)行再現(xiàn)，對(duì)共同的虛擬空間統(tǒng)一地進(jìn)行裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配或設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)模擬，實(shí)施裝置群和設(shè)備緊密協(xié)同工作的運(yùn)用管理。另夕卜， 通過(guò)使虛擬空間可視化，可以一并高效率地進(jìn)行裝置群和設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視、業(yè)
務(wù)運(yùn)用、故障;險(xiǎn)測(cè)、資產(chǎn)管理、功率管理等。
而且，另一特征在于，具有根據(jù)裝置的規(guī)格信息、結(jié)構(gòu)信息、測(cè)定信息、 運(yùn)行信息或運(yùn)行歷史，對(duì)應(yīng)于裝置的負(fù)荷計(jì)算消耗功率的裝置功率函數(shù)，由此 可以根據(jù)作業(yè)負(fù)荷的分配、變更、移動(dòng)等簡(jiǎn)便地求出裝置功率。例如，以表示 作業(yè)負(fù)荷j (j=l，2，...)的變量集合作為ljk (k=l， 2，...)，裝置i的裝置功率 函數(shù)Poi(i^， 2，...)如數(shù)學(xué)式l那樣表示。
數(shù)學(xué)式1
"D,(d， 〔2 ，.. ) = W》 在向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配變更時(shí)，在裝置間置換變量集合，對(duì)一個(gè)裝置
重復(fù)分配作業(yè)負(fù)荷時(shí)，通過(guò)在變量集合間進(jìn)行運(yùn)算來(lái)求出與重復(fù)的作業(yè)負(fù)荷對(duì)
應(yīng)的功率。在具有作業(yè)負(fù)荷的情況下(裝置工作)，使裝置功率函數(shù)PDi作為多 變量的線性函數(shù)或非線性函數(shù)，在沒(méi)有作業(yè)負(fù)荷的情況下(裝置休止或停止)，
成為提供功率值的不連續(xù)函數(shù)。裝置功率函數(shù)PDi也可以是與變量對(duì)應(yīng)的數(shù)表 的返回j直或插4卜。
例如，作為裝置功率函數(shù)pDi，若根據(jù)裝置的規(guī)格信息或結(jié)構(gòu)信息而得知
最大額定功率，則適宜選擇與裝置的ON/OFF對(duì)應(yīng)的階躍函數(shù)；若得知最大功 率和待機(jī)功率，則適宜選擇以斜率和截距表示的一次函數(shù)；若作為運(yùn)行信息而 得知多個(gè)工作狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)、休止?fàn)顟B(tài)、以及停止?fàn)顟B(tài)，則適宜選擇帶有條 件的函數(shù)集合；若可以監(jiān)視裝置的消耗功率，則適宜選擇擬合了運(yùn)行歷史數(shù)據(jù) 的二次函數(shù)等，即根據(jù)取得的信息和需要的計(jì)算精度來(lái)適宜的選擇。為了簡(jiǎn)便， 可以將變量集合lj集中為影響功率的主要因素。例如，主要因素是在服務(wù)器 裝置情況下是處理器的最大性能、使用率、工作狀態(tài)(頻率、電壓)等；在存 儲(chǔ)裝置的情況下是啟動(dòng)^茲盤數(shù)、訪問(wèn)方式、訪問(wèn)時(shí)間等；在網(wǎng)絡(luò)裝置的情況下 是傳輸呑吐量、切換頻率等。
而且，另一特征在于，通過(guò)具有對(duì)應(yīng)于裝置的消耗功率和位置以及設(shè)備的 環(huán)境信息和位置，計(jì)算設(shè)備的供電損失或冷卻功率的設(shè)備功率函數(shù)，可以根據(jù) 作業(yè)負(fù)荷分配所引起的裝置的功率分布，來(lái)簡(jiǎn)便地求出設(shè)備功率。例如，設(shè)裝置i的功率為PDi,設(shè)位置為Xi(Xj， yi, Zj)，設(shè)設(shè)備1(1=1, 2，...)的環(huán)境信 息為&,設(shè)位置為力(Xp yP Zl)，供電損失函數(shù)ps和冷卻功率函數(shù)pc如數(shù)學(xué) 式2、數(shù)學(xué)式3那樣表示。數(shù)學(xué)式2
數(shù)學(xué)式3
Pc = A;(0^，X》，(/ D2，X2)，…,(&，》)，(S2，;^)，…)
供電損失函數(shù)ps,才艮據(jù)裝置的位置和供電設(shè)備的環(huán)境信息和位置，求出從
變壓器、不間斷電源、配電盤、分電器等到裝置電源的供電系統(tǒng)，按照供電系 統(tǒng)計(jì)算與裝置功率即功率負(fù)荷對(duì)應(yīng)的電源效率或配電損失等，計(jì)算出供電設(shè)備
全體的供電損失。冷卻功率函數(shù)pc，根據(jù)裝置的位置以及功率(熱源分布)
和冷卻設(shè)備的環(huán)境信息和位置，進(jìn)行放置了裝置群的室內(nèi)的熱流體模擬；和從
室內(nèi)冷卻機(jī)到制冷機(jī)、冷卻塔等室外機(jī)的冷卻系統(tǒng)的熱交換模擬，計(jì)算出冷卻 設(shè)備全體的冷卻功率。
在裝置的位置Xi中，除了三維位置坐標(biāo)以外，可以代替^f吏用能夠確定搭載
了裝置的機(jī)架的二維位置和機(jī)架高度方向的號(hào)碼、放置裝置的地磚的二維位置
和從地磚起的高度等三維位置的表達(dá)。在供電設(shè)備的環(huán)境信息&中有電源或
配電器或配線的功率負(fù)荷特性、在各設(shè)備或機(jī)架中監(jiān)視的輸入輸出功率等。在
冷卻設(shè)備的環(huán)境信息St中有空氣或冷媒的溫濕度、流量、流速、流向、裝置 的工作溫度、機(jī)架或給排氣口的進(jìn)排氣溫度、室內(nèi)機(jī)或室外機(jī)的給排溫度或流 量、外部空氣的溫濕度、各設(shè)備的熱負(fù)荷特性等。在設(shè)備的位置信息》中，除 了三維位置以外，也可以包含各設(shè)備的連接目的地和相互距離等拓樸連接信 自
而且，另一特征在于，通過(guò)以裝置功率函數(shù)和設(shè)備功率函數(shù)的總和作為目 標(biāo)函數(shù)，定義向裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的組合最佳化問(wèn)題，由此求出使目標(biāo)函數(shù) 最小化的最佳解、或可以在最佳解附近執(zhí)行的近似解。例如，表示裝置群和設(shè)
備的總功率的目標(biāo)函數(shù)P,使用數(shù)學(xué)式1的裝置功率函數(shù)pDi，數(shù)學(xué)式2以及 數(shù)學(xué)式3的設(shè)備功率函數(shù)ps、 pc，如數(shù)學(xué)式4那樣表示。數(shù)學(xué)式4尸=Z "s + = H (: ) + Ps (Pft (~ )) + Pc (&, ))
裝置'功率PDi是取決'于對(duì)裝置i分配的作業(yè)負(fù)荷j的函數(shù)PDi(lj),取決于裝 置功率PDi的設(shè)備功率Ps、 Pc以pDi( lj ) ( i， j=l ， 2,...)為變量，如函數(shù)Ps(PDi(lj))、 Pc(PDi(lj))那樣來(lái)表示(PS和PC是裝置的位置Xj、設(shè)備的環(huán)境信息Sl、位置Xl 的函數(shù)，但作了筒略表示)。因此，目標(biāo)函數(shù)P取決于對(duì)裝置i分配的作業(yè)負(fù) 荷j,由此可以將削減裝置群和設(shè)備的總功率的問(wèn)題，返回到從作業(yè)負(fù)荷分配
的組合中搜索使目標(biāo)函數(shù)P最小化的解的最佳化問(wèn)題。對(duì)n臺(tái)的裝置群允許重 復(fù)地分配m個(gè)作業(yè)負(fù)荷的組合數(shù)N如數(shù)學(xué)式5那樣表示。數(shù)學(xué)式5
當(dāng)解決該組合最佳化問(wèn)題時(shí)，當(dāng)n或m較小時(shí)、或進(jìn)行作業(yè)負(fù)荷分配的 時(shí)間間隔足夠長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)解空間的完全搜索來(lái)求出最佳解，但在除此以外的情 況下，使用高效率地搜索解的近似解法。作為近似解法，除了局部搜索法、登 山法、模擬退火法(Simulated Annealing )、禁忌搜索法(Tabu Search)等一般 熟知的元啟發(fā)式算法(MetaHeuristic Algorithms )以外，也可以應(yīng)用特別針對(duì) 此次的問(wèn)題而利用了裝置群的性能/功率指標(biāo)或設(shè)備特性的算法。
而且，另一特征在于，通過(guò)將裝置群的功率和位置以及設(shè)備的環(huán)境信息和 位置所對(duì)應(yīng)的設(shè)備功率函數(shù)近似地分解為表示每個(gè)裝置所需要的設(shè)備功率的 要素函數(shù)，簡(jiǎn)便地解決組合最佳化問(wèn)題。將裝置功率函數(shù)和設(shè)備要素函數(shù)的和 作為裝置函數(shù)，針對(duì)每個(gè)裝置進(jìn)行定義，因此，針對(duì)作業(yè)負(fù)荷分配，可以在短 時(shí)間內(nèi)計(jì)算出目標(biāo)函數(shù)的值。例如，與裝置i對(duì)應(yīng)的供電損失和冷卻功率的要 素函數(shù)pa和pa如數(shù)學(xué)式6、數(shù)學(xué)式7那樣表示(pSi和pCi是設(shè)備的環(huán)境信 息sp位置Xt的函數(shù)，但作了簡(jiǎn)略表示)。數(shù)學(xué)式6
A, "s,(/^,，x,)數(shù)學(xué)式7
設(shè)備功率函數(shù)ps、 pc如數(shù)學(xué)式2、 3所示，是與裝置群和設(shè)備全體對(duì)應(yīng)的 函數(shù)，但在裝置群的功率分布或設(shè)備的環(huán)境信息和位置未大幅度變化的情況下
14或者沒(méi)有極端偏移等情況下，可以對(duì)相互作用或非線性作用進(jìn)行近似，分為每 個(gè)裝置的設(shè)備要素函數(shù)psi、 pci來(lái)考慮。另外，為了加入比較接近的裝置間的 相互作用，可以修正設(shè)備要素函數(shù)。裝置函數(shù)pi是設(shè)備要素函數(shù)psi、 pci和裝
置功率函數(shù)PDi的和，如數(shù)學(xué)式8那樣表示。目標(biāo)函數(shù)P是裝置群全體的裝置
函數(shù)Pi的總和，如數(shù)學(xué)式9那樣表示。數(shù)學(xué)式8
<formula>formula see original document page 15</formula>數(shù)學(xué)式9
<formula>formula see original document page 15</formula>
當(dāng)比'較數(shù)學(xué)式4和數(shù)學(xué)式9的目標(biāo)函數(shù)P時(shí)，在數(shù)學(xué)式4中，需要針對(duì)裝 置群的功率分布全體來(lái)求出設(shè)備功率ps、 pc,但在數(shù)學(xué)式9中分為按每個(gè)裝置
求出裝置函數(shù)Pi即可，因此，與作業(yè)負(fù)荷分配對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)P的計(jì)算變得 容易，可以高效率地進(jìn)行解的搜索。另外，若得到了裝置函數(shù)pi的具體的表達(dá) 式，則作為應(yīng)該優(yōu)先分配作業(yè)負(fù)荷的裝置的指標(biāo)，利用變量的系數(shù)或式子的微 分等，在最佳解的附近縮小解空間。
而且，另一特征在于，通過(guò)以裝置群的允許條件和所述設(shè)備的允許功率條 件作為制約條件，解決向裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的組合最佳化問(wèn)題，由此從組合 中提取出可以執(zhí)行的解，高效率地求出解。同時(shí)，通過(guò)遵守制約條件，高效地 發(fā)揮裝置群或設(shè)備的性能，防止功率超過(guò)或溫度上升所導(dǎo)致的故障，使可靠性 提高。
若分配了超過(guò)裝置的最大性能或最大資源的作業(yè)負(fù)荷，則作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的 處理時(shí)間延長(zhǎng)，電能(功率x時(shí)間)增加。因此，考慮與作業(yè)負(fù)荷的變化對(duì)應(yīng)
的余量來(lái)設(shè)置裝置的允許負(fù)荷條件。另外，在裝置功率函數(shù)中，在表示作業(yè)負(fù) 荷的變量集合lj中選擇主要影響功率的因素，但即使是不太影響功率的因素， 有時(shí)對(duì)裝置的性能或資源來(lái)說(shuō)也是重要的。例如包括裝置的存儲(chǔ)器容量、磁盤 容量、1/0吞吐量等。這種因素，與裝置功率函數(shù)不同地，作為用于判定可否 進(jìn)行作業(yè)負(fù)荷分配的允許負(fù)荷條件。
在供電設(shè)備中，通過(guò)供電系統(tǒng)，具有電源、配電盤、配電器等的額定功率， 需要遵守以該額定功率作為上限的允許功率條件。在不滿足該條件的情況下，需要減輕與該供電系統(tǒng)相關(guān)的裝置群的作業(yè)負(fù)荷，或者限制裝置群的功率。在 冷卻設(shè)備中，具有空調(diào)機(jī)、局部冷卻裝置、液冷裝置、制冷機(jī)、冷卻塔等的額 定處理能力，需要將裝置功率抑制在該能力以下。另外，在冷卻設(shè)備中，為了 將裝置保持在工作溫度范圍內(nèi)、避免過(guò)度的發(fā)熱集中并提高冷卻效率，可以對(duì) 配置裝置群的空間區(qū)域、區(qū)段、機(jī)架列等設(shè)置允許功率條件。
而且，另一特征在于，根據(jù)解決向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配問(wèn)題而求出的最 佳解或近似解和配置信息，得到與裝置群的位置對(duì)應(yīng)的消耗功率即功率分布， 控制供電設(shè)備或冷卻設(shè)備。由此，使設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高，可以進(jìn)一步抑制供 電損失或冷卻功率。例如，在供電設(shè)備中，根據(jù)輸出功率來(lái)改變并列連接的設(shè) 備的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，由此提高供電效率，在冷卻設(shè)備中，根據(jù)發(fā)熱分布來(lái)調(diào)節(jié)空氣 或冷媒的供給溫度、給排氣口或風(fēng)扇的風(fēng)量或風(fēng)向、制冷機(jī)或冷卻塔的溫度或 流量等，由此提高冷卻效率。
而且，另一特征在于，作為向裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的手段，利用虛擬化環(huán)
境、作業(yè)調(diào)度器、SAN啟動(dòng)環(huán)境、運(yùn)行管理?？紤]作業(yè)負(fù)荷分配的契機(jī)或周 期、伴隨作業(yè)負(fù)荷的移動(dòng)的開(kāi)銷(overhead)或損失時(shí)間(timeloss)、作業(yè)負(fù) 荷的變化或產(chǎn)生消失、裝置的作業(yè)負(fù)荷的聯(lián)系(link)、可以取得的裝置運(yùn)行信 息、向已設(shè)或新設(shè)的系統(tǒng)的導(dǎo)入容易度、系統(tǒng)的安全性或可靠性等來(lái)選擇這些 手段，可以并列或分層地共存。在虛擬化環(huán)境中通過(guò)向物理裝置群配置虛擬裝 置，在作業(yè)調(diào)度器中通過(guò)向裝置群配置作業(yè)，在SAN環(huán)境中通過(guò)配置啟動(dòng)的 裝置群，在運(yùn)行管理中通過(guò)配置運(yùn)行、休止或停止的裝置群，向裝置群分配作 業(yè)負(fù)荷。
而且，另一特征在于，反映向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配的變更，為降低裝置 群和設(shè)備的總功率而使裝置群運(yùn)行。在服務(wù)器裝置中，移動(dòng)應(yīng)用、虛擬機(jī)、作 業(yè)等提供作業(yè)負(fù)荷的軟件。在存儲(chǔ)裝置中，通過(guò)移動(dòng)或拷貝訪問(wèn)頻率高的數(shù)據(jù)， 作業(yè)負(fù)荷移動(dòng)到移動(dòng)目的地。在網(wǎng)絡(luò)裝置中，通過(guò)變更網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)，運(yùn)用節(jié) 點(diǎn)變遷。
對(duì)通過(guò)本申請(qǐng)中公開(kāi)的發(fā)明中的代表性發(fā)明所得到的效果進(jìn)行說(shuō)明，例 如，在數(shù)據(jù)中心等信息處理系統(tǒng)中，通過(guò)使信息處理裝置群和設(shè)備協(xié)同工作的 運(yùn)用管理，可以削減將裝置群和設(shè)備合在一起的總消耗功率。


圖l是表示本發(fā)明的實(shí)施方式l的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的配置 信息的布局圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的信息 處理裝置群的運(yùn)行信息的數(shù)表。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的裝置 功率函數(shù)的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的裝置 功率函數(shù)的曲線圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式5的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的設(shè)備功率 函數(shù)的說(shuō)明圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。
圖IO是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn) 用管理方法的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法的說(shuō)明圖。
圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法的說(shuō)明圖。
符號(hào)說(shuō)明
10、 110、 210、 410、 610:信息處理系統(tǒng)；20、 120:信息處理裝置；30、 130:作業(yè)負(fù)荷；40、 140、 440、 540、 640:供電設(shè)備；50、 150、 450、 550、 650:冷卻設(shè)備；60、 160、 460、 560、 660:運(yùn)用管理裝置；61、 161:裝置群的位置和運(yùn)行信息；62、 162:設(shè)備的位置和環(huán)境信息；63:裝置群的消耗功 率計(jì)算單元；64:設(shè)備的消耗功率計(jì)算單元；65:向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配單 元；163:裝置群的虛擬消耗功率計(jì)算單元；164:設(shè)備的虛擬消耗功率計(jì)算單 元；165:向裝置群的虛擬作業(yè)負(fù)荷分配單元；168:向裝置群的實(shí)際作業(yè)負(fù)荷 分配單元；169:向設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)指示單元；220:機(jī)架列；221:裝置；240:變 壓器；241:不間斷電源裝置；242:配電盤；250:冷卻塔；251:制冷機(jī)；252: 空調(diào)機(jī)；253:格柵；260 ~263、 270 ~275、 280、 281:按鈕；300:規(guī)格信息； 310:結(jié)構(gòu)信息；320:運(yùn)行信息；420:物理服務(wù)器；421:系統(tǒng)管理程序 (hypervisor); 430:虛擬機(jī)；431 、 521 、 621: OS; 432、 530、 630:應(yīng)用(application); 461、 561:運(yùn)用管理管理器、462:虛擬化管理器；463、 563、 663:設(shè)備管理 器；520、 620:服務(wù)器；562: SAN管理器；570、 670:存儲(chǔ)系統(tǒng)；622:代 理；623:服務(wù)器裝置；661:功率管理器；662:綜合管理管理器；671:存儲(chǔ) 裝置；672:磁盤陣列；673:數(shù)據(jù)；680:網(wǎng)絡(luò)；681:網(wǎng)絡(luò)裝置。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在用于說(shuō)明實(shí)施方式的所有 附圖中，原則上對(duì)相同部件賦予相同符號(hào)，省略其重復(fù)說(shuō)明。另外，在以下的 實(shí)施方式中，為方便起見(jiàn)，在必要時(shí)分割為多個(gè)部分或?qū)嵤┓绞絹?lái)進(jìn)行說(shuō)明， 但除了特別明確表示的情況以外，它們并非相互無(wú)關(guān)，存在一方是另一方的一 部分或全部的變形例、細(xì)節(jié)、補(bǔ)充說(shuō)明等關(guān)系。
另外，在以下的實(shí)施方式中，當(dāng)說(shuō)到要素的數(shù)等(包含個(gè)數(shù)、數(shù)值、量、 范圍等)時(shí)，除了特別明確表示的情況、以及在原理上明顯地限定為特定數(shù)等 情況外，不限定為該特定數(shù)，也可以在特定數(shù)以上或以下。而且，在以下的實(shí) 施方式中，其構(gòu)成要素(也包含要素步驟等)，除了特別明確表示的情況以及 在原理上認(rèn)為明顯必須的情況以外，當(dāng)然不一定是必須的。同樣地，在以下的 實(shí)施方式中，當(dāng)說(shuō)到構(gòu)成要素等的形狀、位置關(guān)系等時(shí)，除了特別明確表示的 情況以及在原理上認(rèn)為明顯并非如此等情況以外，假定實(shí)質(zhì)上包含與其形狀等 近似或者類似的情況。關(guān)于上述數(shù)值以及范圍也同樣如此。
(實(shí)施方式1)
圖l是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用
18管理方法的結(jié)構(gòu)圖。信息處理系統(tǒng)10由以下各部構(gòu)成信息處理裝置20, 20n; 向裝置群20! ~ 20n供電的供電設(shè)備40, ~ 40u;冷卻裝置群20， ~ 20n的冷卻設(shè)備 50, ~ 50v;管理裝置群20! ~ 20n和設(shè)備40, ~ 40u、 50! ~ 50v的運(yùn)用管理裝置60。 對(duì)裝置群20廣20n分配作業(yè)負(fù)荷30廣30m。作業(yè)負(fù)荷30廣30m如圖l所 示的一例那樣，有以下情況對(duì)裝置分配單獨(dú)的作業(yè)負(fù)荷的情況(裝置20^ 和負(fù)荷30m.2)、分配多個(gè)作業(yè)負(fù)荷的情況(裝置20,和負(fù)荷30,-302、裝置203 和負(fù)荷303 ~ 305、裝置20n和負(fù)荷30m.廣30m)、未分配作業(yè)負(fù)荷的情況(裝置 202)。
運(yùn)用管理裝置60與裝置群20廣20n和設(shè)備40廣40u、 50廣50v連接，具 有由裝置群20, 20n的位置和運(yùn)行信息61以及設(shè)備40， ~40u、 50廣50y的位 置和環(huán)境信息62組成的配置信息，具備求出裝置群20! ~20n的消耗功率的 單元63;求出供電設(shè)備40, 40u的供電損失和冷卻設(shè)備50, 50v的冷卻功率 的單元64;求出向裝置群20廣20n分配作業(yè)負(fù)荷30， 30m的單元65。運(yùn)用管 理裝置60例如通過(guò)^f吏用計(jì)算4/L系統(tǒng)的程序處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在實(shí)施方式1的運(yùn)用管理方法中，運(yùn)用管理裝置60通過(guò)與裝置群20, ~ 20n 和設(shè)備40! ~ 40u、 50, ~ 50v通信，收集裝置群20! ~ 20n的運(yùn)行信息和設(shè)備40j ~ 40u、 50! ~ 50v的環(huán)境信息，取得配置信息61和62。運(yùn)用管理裝置60通過(guò)單 元63，根據(jù)裝置群20! ~ 20n的運(yùn)行信息61求出與作業(yè)負(fù)荷30, ~ 30m對(duì)應(yīng)的裝 置群20, ~ 20n的消耗功率，通過(guò)單元64,根據(jù)裝置群20, ~ 20n的位置和由單 元63求出的消耗功率以及設(shè)備40t ~ 40u、 50, ~ 50v的位置和環(huán)境信息62，求 出供電設(shè)備40t ~ 40u的供電損失和冷卻設(shè)備50, ~ 50v的冷卻功率，根據(jù)單元 63和64，為了減小裝置群20廣20n和設(shè)備40廣40u、 5(^ ~ 50v的總消耗功率， 求出向裝置群20, ~ 20n分配的作業(yè)負(fù)荷30， ~ 30m。
在配置信息61中包含的裝置群20, ~ 20n的位置信息，由各裝置的位置坐 標(biāo)或確定位置的識(shí)別數(shù)據(jù)構(gòu)成，根據(jù)需要，包含裝置間的連接結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。裝置 群20廣20n的運(yùn)行信息由表示作業(yè)負(fù)荷量的數(shù)據(jù)和表示消耗功率的數(shù)據(jù)等構(gòu) 成，例如由性能、資源使用率、工作/休止?fàn)顟B(tài)、額定功率或測(cè)定功率、工作 溫度等構(gòu)成。作業(yè)負(fù)荷量數(shù)據(jù)是在裝置間可以置換的通用的計(jì)量，不依賴于特 定的裝置、作業(yè)負(fù)荷、裝置和作業(yè)負(fù)荷的關(guān)系。消耗功率數(shù)據(jù)是直接或間接地表示與作業(yè)負(fù)荷量對(duì)應(yīng)的裝置的消耗功率特性的數(shù)值、數(shù)學(xué)式或數(shù)表，取決于 各裝置。
在配置信息62中包含的設(shè)備40, ~ 40u、 50, ~ 50v的位置信息，由各設(shè)備 的位置坐標(biāo)或確定位置的識(shí)別數(shù)據(jù)、設(shè)備間的連接結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)構(gòu)成。設(shè)備40,~ 40u、 50廣50v的環(huán)境信息，由設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和工作特性數(shù)據(jù)、周邊環(huán)境的 監(jiān)視數(shù)據(jù)等構(gòu)成，例如由功率、溫度、濕度、流量、流向、額定輸出或額定性 能等構(gòu)成。工作特性數(shù)據(jù)，在供電設(shè)備的情況下是表示與功率負(fù)荷對(duì)應(yīng)的供電
數(shù)學(xué)式或數(shù)表。此外，裝置群20廣20n的運(yùn)行信息和設(shè)備40廣40u、 50廣50v 的環(huán)境信息，例如裝置的溫度數(shù)據(jù)、設(shè)備的功率數(shù)據(jù)那樣相互補(bǔ)充。
在求出裝置群20, 20n的消耗功率的單元63中，作為一個(gè)方法，將所提 供的作業(yè)負(fù)荷量每次都與已知的數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)插補(bǔ)或統(tǒng)計(jì)處理等， 計(jì)算消耗功率。作為另一方法，預(yù)先以作業(yè)負(fù)荷量為變量，將相對(duì)于作業(yè)負(fù)荷 量的裝置電力的關(guān)系公式化，或者以作業(yè)負(fù)荷量為自變量，做成輸出來(lái)自數(shù)表 的返回值的例程(routine)。前者的方法，伴隨裝置群20, ~20n的運(yùn)行信息的 積累，在比對(duì)和計(jì)算中需要時(shí)間，但計(jì)算精度提高。后者的方法，通過(guò)伴隨運(yùn) 行信息的積累來(lái)修正關(guān)系式或數(shù)表，在提高精度的同時(shí)壓縮了時(shí)間，另外還可 以清楚地掌握作業(yè)負(fù)荷量和裝置功率的關(guān)系。
在求出設(shè)備40廣40u、 50廣50v的消耗功率的單元64中，作為一種方法， 根據(jù)配置信息61中的裝置群20, ~ 20n的位置和通過(guò)單元63取得的裝置群 20廣20n的消耗功率、配置信息62中的設(shè)備40廣40u、 5(^ ~ 50v的位置和環(huán)境 信息，每次都進(jìn)行模擬來(lái)計(jì)算供電損失或冷卻功率。作為另一方法，預(yù)先以設(shè) 想條件進(jìn)行詳細(xì)模擬，通過(guò)線性近似，將與各裝置的位置和功率相對(duì)應(yīng)的設(shè)備 的要素功率的關(guān)系作為數(shù)學(xué)式、數(shù)表或簡(jiǎn)易模擬器而求出。前者的方法，若計(jì) 算時(shí)間允許，則得到較高精度。后者的方法，通過(guò)預(yù)先進(jìn)行了詳細(xì)模擬，可以 在設(shè)想條件的范圍內(nèi)保證精度，同時(shí)縮短計(jì)算時(shí)間。
在求出向裝置20! ~ 20n分配作業(yè)負(fù)荷3(^ ~ 30m的單元65中有若干方法。 一個(gè)方法，針對(duì)向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配的組合，通過(guò)單元63和64每次都計(jì) 算裝置群的功率和設(shè)備的功率，比較各組合的計(jì)算結(jié)果，選擇總功率達(dá)到最小的分配解。另一方法，根據(jù)通過(guò)單元63預(yù)先得到的與作業(yè)負(fù)荷量對(duì)應(yīng)的裝置 功率的關(guān)系、和通過(guò)手段64預(yù)先得到的與裝置群的功率分布對(duì)應(yīng)的設(shè)備要素 功率的關(guān)系，導(dǎo)出作業(yè)負(fù)荷分配中的優(yōu)先順序指標(biāo)，按照該指標(biāo)向裝置群分配 作業(yè)負(fù)荷。前者的方法適合于在組合較少的情況下求出總功率達(dá)到最小的最佳 解。后者的方法適合于在組合較多的情況下高速地求出最佳解或近似解。在后 者的方法中，可以根據(jù)解的精度和計(jì)算時(shí)間，針對(duì)臨時(shí)得到的分配解計(jì)算裝置 群的功率分布，重新求出與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備要素功率的關(guān)系，使用該關(guān)系導(dǎo)出指 標(biāo)，再次求出作業(yè)負(fù)荷分配，重復(fù)操作直到前后的分配解收斂于規(guī)定條件內(nèi)。
通過(guò)實(shí)施方式1中表示的信息處理系統(tǒng)10的運(yùn)用管理方法，具有由裝置 群20, ~ 20n的位置和運(yùn)行信息61以及設(shè)備40, ~ 40u、 50! ~ 50v的位置和環(huán)境 信息62構(gòu)成的配置信息，由此得到對(duì)裝置群20! ~ 20n分配作業(yè)負(fù)荷30! ~ 30m 的最佳解，具有可以削減將裝置群20i ~ 20n的消耗功率和設(shè)備40, ~ 40u、 50, ~ 50v的供電損失或冷卻功率相加的總消耗功率的效果。另外，根據(jù)希望的契機(jī) 或計(jì)劃、新作業(yè)負(fù)荷的投入、已有作業(yè)負(fù)荷的結(jié)束等，更新向裝置群20廣20n 的作業(yè)負(fù)荷分配，由此可以實(shí)現(xiàn)信息處理系統(tǒng)IO的節(jié)電運(yùn)用。
作為信息處理系統(tǒng)10，以數(shù)據(jù)中心(data center)或計(jì)算機(jī)室(computer room)為代表，但也可以應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備、商業(yè)設(shè)備、通信設(shè)備、交通機(jī)關(guān) 等的業(yè)務(wù)運(yùn)用系統(tǒng)。另外，不僅已設(shè)系統(tǒng)運(yùn)用管理，作為系統(tǒng)的新設(shè)、增設(shè)、 移設(shè)、修改等的設(shè)計(jì)/診斷工具也是有用的。即使是跨越多個(gè)設(shè)施或場(chǎng)所的系 統(tǒng)，若進(jìn)行遠(yuǎn)程管理則可以應(yīng)用本實(shí)施方式。
在信息處理裝置20廣20n中存在服務(wù)器裝置、存儲(chǔ)裝置、網(wǎng)絡(luò)裝置等，在 服務(wù)器裝置中包含通用服務(wù)器、專用服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、并列計(jì)算機(jī)、超級(jí) 計(jì)算機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等，在存儲(chǔ)裝置中包含磁盤、固體盤、光 盤、磁帶等，在網(wǎng)絡(luò)裝置中包含路由器、交換機(jī)、集線器等，另外作為周邊裝 置還包含打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、顯示器等。另外，本實(shí)施方式也可以 應(yīng)用于具有工作/待機(jī)/休止?fàn)顟B(tài)的按需切換(Demand Base Switching)功能、 所謂的節(jié)電模式的裝置。例如，在服務(wù)器中相當(dāng)于DBS,在存儲(chǔ)系統(tǒng)(storage) 中相當(dāng)于MAID，在網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)于端口電源控制等。硬件形態(tài)不限于刀鋒型 (blade)、機(jī)架(RackMount)型、塔型、專用機(jī)箱型，可以多樣化地應(yīng)用。所謂作業(yè)負(fù)荷30, ~ 30m,在服務(wù)器裝置的情況下是指應(yīng)用(application), 在存儲(chǔ)裝置的情況下是指訪問(wèn)數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)裝置的情況下是指轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)等。在 作業(yè)負(fù)荷量數(shù)據(jù)中，在服務(wù)器裝置的情況下包括性能、資源使用率、工作/休 止?fàn)顟B(tài)等；在存儲(chǔ)裝置的情況下包括啟動(dòng)磁盤數(shù)、訪問(wèn)方式、訪問(wèn)時(shí)間等；在 網(wǎng)絡(luò)裝置的情況下包括轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)、切換頻率等。另外，作為作業(yè)負(fù)荷的類 型，也可以區(qū)分固定/浮動(dòng)小數(shù)點(diǎn)運(yùn)算、事務(wù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)處理、技術(shù)計(jì)算、 數(shù)據(jù)的形式或粒度、保證帶寬等來(lái)考慮裝置的消耗功率特性。
在供電設(shè)備40廣40u中存在變壓器、不間斷電源裝置、配電盤、分電器、 安裝有裝置的機(jī)架的電源等，也包含功率傳感器、電流/電壓傳感器、漏電傳 感器等，有時(shí)供電源的發(fā)電站、送電設(shè)備、變電設(shè)備、供電目的地的裝置的電 源也作為對(duì)象。在冷卻設(shè)備50, 50v中存在空調(diào)機(jī)、制冷機(jī)、冷卻i荅、給排氣 口、風(fēng)扇、管道、冷媒配管等，也包含配置在室內(nèi)外的溫度傳感器、濕度傳感 器、流量/流向傳感器等，有時(shí)液冷裝置、機(jī)架列或機(jī)架前面/背面的局部冷卻 裝置、裝置的冷卻裝置也作為對(duì)象。
在運(yùn)用管理裝置60中，具有設(shè)置信息處理裝置群2(^ ~ 20n和設(shè)備40, ~ 40u、 50廣50v的公共管理器服務(wù)器的形態(tài)、或者使兩者的管理器服務(wù)器協(xié)同 工作的形態(tài)，也可以使裝置20, 20n的一部分來(lái)?yè)?dān)負(fù)管理器功能。本實(shí)施方式 的運(yùn)用管理方法，可以作為中間件、應(yīng)用、嵌入式控制軟件、固件等軟件來(lái)安 裝，例如也可以將解決最佳化問(wèn)題的引擎作為硬件來(lái)安裝。管理器為了取得裝 置的運(yùn)行信息或設(shè)備的環(huán)境信息，在各裝置或各設(shè)備中設(shè)置了代理、服務(wù)處理 器、接口等，但裝置群或設(shè)備也可以構(gòu)建自主分散系統(tǒng)。此外，本實(shí)施方式中 的削減裝置群和設(shè)備的總功率的效果，通過(guò)求出表示裝置群的位置以及運(yùn)行信 息和設(shè)備的位置以及環(huán)境信息的配置信息、和裝置群的消耗功率的單元；求出 設(shè)備的消耗功率的單元；求出向裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的單元而發(fā)揮出來(lái)，而不 由實(shí)施方式1或圖1所示的裝置本身或計(jì)算步驟等限定。 (實(shí)施方式2)
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。信息處理系統(tǒng)110由信息處理裝置120, ~ 120n;向裝置群 120廣120n供電的供電設(shè)備140廣140u;冷卻裝置群120, ~ 120n的冷卻設(shè)備
22150, ~ 150v;管理裝置120, ~ 120 和設(shè)備140, ~ 140u、 150， ~ 150v的運(yùn)用管理 裝置160,、 1602構(gòu)成，向裝置群120廣120n分配作業(yè)負(fù)荷130廣130m。
運(yùn)用管理裝置16(^與裝置群120, 120n相連，監(jiān)視裝置群120廣120n的 運(yùn)行信息，具有由裝置群120! ~ 120。的位置和運(yùn)行信息構(gòu)成的配置信息161， 具備求出裝置群120, ~ 120 的消耗功率的單元163;求出向裝置群120! ~ 120n 分配虛擬作業(yè)負(fù)荷130, ~ 130m的單元165;向裝置群120, ~ 120 分配實(shí)際作業(yè) 負(fù)荷130~ 130m的單元168。運(yùn)用管理裝置1602與設(shè)備140, ~ 140u、 15(^ ~ 150v 相連，監(jiān)視設(shè)備140-140u、 150廣150v的環(huán)境信息，具有由設(shè)備140廣140u、 150! ~ 150v的位置和環(huán)境信息構(gòu)成的配置信息162,具備求出供電設(shè)備140, ~ 140u的供電損失和冷卻設(shè)備150, ~ 150v的冷卻功率的單元164;向設(shè)備14(^ ~ 140u、 150廣150v提供運(yùn)轉(zhuǎn)指示的單元169。
在實(shí)施方式2的運(yùn)用管理方法中，通過(guò)裝置側(cè)的運(yùn)用管理裝置160,和設(shè) 備側(cè)的運(yùn)用管理裝置1602協(xié)同工作，在運(yùn)用管理裝置160廣1602間交換需要 的數(shù)據(jù)。在運(yùn)用管理裝置160,中，通過(guò)單元163,根據(jù)裝置群120, ~ 120n的運(yùn) 行信息161求出與作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的裝置群120, ~ 120n的消耗功率的關(guān)系。在運(yùn) 用管理裝置1602中，通過(guò)單元164，根據(jù)運(yùn)用管理裝置1602得到的設(shè)備140, ~ 140u、 150廣150v的配置信息162,求出與從運(yùn)用管理裝置160,得到的裝置群 120, ~ 120n的位置和消耗功率對(duì)應(yīng)的、供電設(shè)備140, ~ 140u的供電損失和冷卻 設(shè)備150, ~ 150v的冷卻功率的關(guān)系。
而且，在運(yùn)用管理裝置160!中，根據(jù)單元163中的與作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的裝 置功率的關(guān)系、和單元164中的與裝置功率分布對(duì)應(yīng)的設(shè)備功率的關(guān)系，以適 合于裝置群120廣120n或設(shè)備140廣140u、 150廣150v的制約條件166和對(duì)應(yīng) 于作業(yè)負(fù)荷130,~ 130m的運(yùn)用策略167，同時(shí)通過(guò)單元165使裝置群12(^ ~ 120n和設(shè)備140廣140u、 150廣150v的總消耗功率最小化的方式，導(dǎo)出向裝置 群120廣120n的虛擬作業(yè)負(fù)荷的分配解。接受該結(jié)果后，運(yùn)用管理裝置16(^ 通過(guò)單元168在適當(dāng)?shù)钠鯔C(jī)向裝置群120, ~ 120 分配實(shí)際作業(yè)負(fù)荷，運(yùn)用管理 裝置1602通過(guò)單元169 4艮據(jù)裝置群120! ~ 120。的功率分布和配置信息162，向 設(shè)置140廣140u、 150廣150v提供運(yùn)轉(zhuǎn)指示。
通過(guò)實(shí)施方式2中表示的信息處理系統(tǒng)IIO的運(yùn)用管理方法，在求出向裝
23置群120廣120n的虛擬作業(yè)負(fù)荷的分配解的單元165中，作為虛擬作業(yè)負(fù)荷， 與當(dāng)前的作業(yè)負(fù)荷130廣130m—起，也可以將預(yù)定或預(yù)測(cè)的作業(yè)負(fù)荷計(jì)算在 內(nèi)，對(duì)于制約條件166或運(yùn)用策略167,可以包含從當(dāng)前開(kāi)始的時(shí)間推移來(lái)良 好預(yù)測(cè)地進(jìn)行判斷，避免實(shí)際作業(yè)負(fù)荷分配中的由于從最佳解背離、違反條件 導(dǎo)致的故障、由于煩雜的修正而導(dǎo)致的開(kāi)銷等。另外，通過(guò)劃分為單元165 的虛擬作業(yè)負(fù)荷分配和單元168的實(shí)際作業(yè)負(fù)荷分配，也考慮作業(yè)負(fù)荷的預(yù)測(cè) 以及分配解的導(dǎo)出所需要的時(shí)間，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定在單元168中執(zhí)行分配變更 的契機(jī)、和在單元169中向設(shè)備140, ~ 140u、 150, ~ 150v進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)指示的契機(jī)。
在制約條件166中包括考慮了裝置120廣120n的工作溫度、最大作業(yè)負(fù) 荷、相對(duì)于作業(yè)負(fù)荷的變化的余量等的允許負(fù)荷條件；考慮了供電設(shè)備140。 140u的額定功率、電源效率等的允許功率條件；考慮了冷卻設(shè)備150! 150v 的額定能力、流量/流向等的區(qū)段或附近裝置間的允許功率條件等。在運(yùn)用策 略167中記載的內(nèi)容中包括作業(yè)負(fù)荷的優(yōu)先度、執(zhí)行契機(jī)、處理時(shí)間、進(jìn)度、 與作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的裝置120廣120n的資源分配、服務(wù)級(jí)別、功率成本等。在單 元165中，在向裝置群120廣120。分配虛擬作業(yè)負(fù)荷的階段，通過(guò)在先提供制 約條件166和運(yùn)用策略167，與在臨時(shí)求出分配解后驗(yàn)證制約條件166和運(yùn)用 策略167相比沒(méi)有退步，并且從虛擬作業(yè)負(fù)荷分配的組合中搜索候補(bǔ)，因此高 效地求出解。另外，通過(guò)制約條件166可以避免裝置群120, ~ 120n或設(shè)備140! ~ 140u、 150, 150v的不適當(dāng)或故障，通過(guò)運(yùn)用策略167可以在節(jié)電化的同時(shí)， 實(shí)現(xiàn)使服務(wù)提高的高級(jí)運(yùn)用管理。
此外，在實(shí)施方式2中，通過(guò)設(shè)置了裝置側(cè)的運(yùn)用管理裝置16(h和設(shè)備 側(cè)的運(yùn)用管理裝置1602,將兩者的計(jì)算處理分開(kāi)來(lái)避免復(fù)雜化，同時(shí)經(jīng)由兩者 間的接口緊密地進(jìn)行協(xié)同工作。若將兩者安裝在不同的管理服務(wù)器中，則通過(guò) 分散處理來(lái)實(shí)現(xiàn)高速化，但若具有足夠的計(jì)算性能，則也可以安裝在公共的管 理服務(wù)器中。另夕卜，在實(shí)施方式2中，可以根據(jù)裝置群120廣120n的功率分布， 在先向設(shè)備14(^ ~ 140u、 150廣150v進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)指示，因此，與以往那樣;陂動(dòng)地 控制設(shè)備的情況相比，不需要具有過(guò)剩的余量，可以不浪費(fèi)地進(jìn)行高效率的運(yùn) 轉(zhuǎn)。
(實(shí)施方式3)方式3的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的配置 信息的布局圖，表示例如實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?中所示的運(yùn)用管理裝置的顯 示畫(huà)面的一例。信息處理系統(tǒng)210由以下部分構(gòu)成信息處理裝置群；搭載了 信息處理裝置群的機(jī)架列220, ~ 2201();由變壓器240、不間斷電源裝置241和 配電盤242廣2424構(gòu)成的供電設(shè)備；由冷卻塔250、制冷沖幾251 、空調(diào)機(jī)252j ~ 2526和格柵(grill) 253構(gòu)成的冷卻設(shè)備。
供電設(shè)備從變壓器240經(jīng)由不間斷電源裝置241和配電盤242! ~ 2424向機(jī) 架列220廣220u)供電，再?gòu)臋C(jī)架列的配電單元向信息處理裝置供電。冷卻設(shè) 備進(jìn)行地板下空氣調(diào)節(jié)，空調(diào)機(jī)252i ~ 2526從格柵253 (雖有多個(gè)但用 一個(gè)符 號(hào)代表)供給冷空氣，吸收由于裝置群發(fā)熱所加熱的溫空氣，空調(diào)機(jī)252, ~2526 和制冷機(jī)251和冷卻i荅250相互進(jìn)行熱交換，冷卻i荅向外部空氣放熱。
實(shí)施方式3的布局(layout)是映射了裝置群的位置坐標(biāo)和運(yùn)行信息以及 設(shè)備的位置坐標(biāo)和環(huán)境信息的配置信息，是將設(shè)置裝置群和設(shè)備的實(shí)際空間信 息在運(yùn)用管理裝置中的虛擬空間上再現(xiàn)而可i見(jiàn)化的信息。配置信息，除了室內(nèi) 的裝置的配置(圖3是全體圖，因此未顯示)、機(jī)架列220! ~ 22010、配電盤242! ~ 2424、空調(diào)機(jī)252廣2526、格柵253等的配置以外，也表示從位于室外的變壓 器240和不間斷電源裝置241到位于室內(nèi)的配電盤242t ~ 2424和機(jī)架列22(^ ~ 220u)的供電系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)、和由位于室外的冷卻塔250和制冷機(jī)251和空 調(diào)機(jī)252! ~ 2526構(gòu)成的熱交換系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)。
在實(shí)施方式3中，通過(guò)點(diǎn)擊顯示畫(huà)面上的按鈕260~263、 270 ~ 275、 280、 281,可以進(jìn)行多種顯示。通過(guò)作業(yè)負(fù)荷顯示按鈕260可以顯示裝置群的作業(yè) 負(fù)荷分布。在布局的全體顯示中針對(duì)每個(gè)機(jī)架列220, 220u)，在擴(kuò)大顯示中 針對(duì)每個(gè)裝置，通過(guò)圖像的顏色和濃淡來(lái)顯示服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)(storage )、 網(wǎng)絡(luò)等裝置的種類和作業(yè)負(fù)荷量的多少，若在裝置上安裝了鼠標(biāo)，則通過(guò)彈出 式顯示來(lái)顯示作業(yè)負(fù)荷的詳細(xì)數(shù)據(jù)。在彈出式(hopup)顯示中，根據(jù)鼠標(biāo)或 鍵盤的操作可以顯示裝置的規(guī)格信息、結(jié)構(gòu)信息、資產(chǎn)信息等。
同樣地，通過(guò)功率顯示按鈕261顯示每個(gè)機(jī)架列220廣220!?；蛎總€(gè)裝置 的消耗功率分布，并且顯示變壓器240和不間斷電源裝置241和配電盤242! ~ 2424的輸出功率或供電損失、冷卻塔250和制冷機(jī)251和空調(diào)機(jī)252^2526
25的功率，相加后通過(guò)數(shù)值顯示裝置群和設(shè)備的總功率。通過(guò)溫度顯示按鈕262, 顯示分布在室內(nèi)的傳感器的溫度分布，并且顯示裝置的工作溫度、機(jī)架列 220, ~ 2201()的進(jìn)排氣溫度、空調(diào)機(jī)252, ~ 2526的給排氣溫度、格柵253的供 氣溫度、冷卻塔250或制冷機(jī)251的冷媒的供排溫度、外部氣溫。通過(guò)故障顯 示按鈕263，與裝置群或設(shè)備的故障一起顯示與裝置的工作溫度條件或允許負(fù) 荷條件、裝置或設(shè)備的允許功率條件等對(duì)應(yīng)的警報(bào)及其內(nèi)容。
圖3是以xy平面看到的布局圖，但可以通過(guò)按鈕270~275改變平面來(lái)顯 示。按鈕270指定xy平面顯示，按鈕271選擇是在z軸全體范圍內(nèi)顯示xy平 面，還是指定特定的z坐標(biāo)來(lái)截取xy平面。按鈕272~275也同樣。通過(guò)切換 xy平面的按4丑270、 yz平面的按4丑272、 zx平面的按鈕274,可以顯示三維空 間的信息。按鈕280和281分別是擴(kuò)大顯示和縮小顯示，通過(guò)前者可以顯示裝 置或設(shè)備的詳細(xì)狀況，通過(guò)后者可以顯示全體狀況。另外，也可以根據(jù)俯瞰地 掌握全體的需要，來(lái)進(jìn)行三維顯示。
通過(guò)實(shí)施方式3的配置信息，可以一并可視化地掌握設(shè)置了裝置群和設(shè)備 的實(shí)際空間中的裝置群的運(yùn)行狀況或設(shè)備的環(huán)境信息，根據(jù)配置信息，可以使 實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?中說(shuō)明的裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配或設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)指示統(tǒng) 一且緊密地協(xié)同工作。不僅進(jìn)行削減將裝置群和設(shè)備合并的總消耗功率的節(jié)電 運(yùn)用，還一并處理裝置群和設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視、功率管理、業(yè)務(wù)運(yùn)用、故障檢測(cè)、 資產(chǎn)管理等，因此可以提高運(yùn)用管理者的業(yè)務(wù)效率。另外，可以診斷現(xiàn)行系統(tǒng) 中的裝置群和設(shè)備雙方的效率、風(fēng)險(xiǎn)、成本，因此在系統(tǒng)的移設(shè)、增設(shè)、修改、 更新等的計(jì)劃立案或施工中可以發(fā)揮作用。
(實(shí)施方式4)
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的信息 處理裝置群的允許信息的數(shù)表，表示信息處理裝置是服務(wù)器時(shí)的一例。服務(wù)器 的運(yùn)行信息包含規(guī)格信息300、結(jié)構(gòu)信息310、運(yùn)行信息(或測(cè)定信息、運(yùn)行 歷史)320。例如實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所示的運(yùn)用管理裝置具有每個(gè)裝置 的規(guī)格信息300、結(jié)構(gòu)信息310和運(yùn)行信息320，作為同一數(shù)據(jù)文件或相互關(guān) 聯(lián)的不同數(shù)據(jù)文件來(lái)管理。此外，規(guī)格信息300、結(jié)構(gòu)信息310和運(yùn)行信息320 的項(xiàng)目、順序、組合等，根據(jù)需要可以改變。規(guī)格信息300包含裝置管理號(hào)碼、裝置管理者、裝置名稱、裝置品名、 裝置型號(hào)、裝置性能a、裝置性能b、裝置性能c、額定功率(最大)、額定功 率(待機(jī))、額定溫度(最大)、額定溫度(最小)等。結(jié)構(gòu)信息310包含 CPU型號(hào)、CPU最大頻率、CPU搭載數(shù)、存儲(chǔ)器型號(hào)、存儲(chǔ)器容量、存儲(chǔ)器 搭載數(shù)、芯片組型號(hào)、磁盤型號(hào)、磁盤容量、磁盤搭栽數(shù)、1/0傳輸速度、I/O 個(gè)數(shù)等。運(yùn)行信息320包含裝置位置坐標(biāo)、作業(yè)負(fù)荷類型、裝置/CPU狀態(tài)、 CPU工作頻率、CPU使用率、CPU工作溫度、存儲(chǔ)器使用率、；茲盤傳輸速度、 1/0傳輸速度、裝置工作功率、裝置進(jìn)氣溫度、裝置排氣溫度等。
在實(shí)施方式4中，通過(guò)-見(jiàn)格信息300、結(jié)構(gòu)信息310和運(yùn)行信息320，導(dǎo) 出數(shù)學(xué)式1所示的裝置功率函數(shù)。例如，在簡(jiǎn)便的導(dǎo)出方法中，設(shè)規(guī)格信息
300的額定功率(最大)為p隨i、額定功率(最小)為Pid,ei、結(jié)構(gòu)信息310的 CPU最大頻率為fmax、運(yùn)行信息320的CPU工作頻率為fi、 CPU使用率為a;, 以fi/fma,Cti作為作業(yè)負(fù)荷量，裝置i的裝置功率函數(shù)PDi (i=l, 2，…)如數(shù)學(xué)
式10那樣表示。當(dāng)具有多個(gè)CPU或者CPU中具有多個(gè)核等情況下，為了簡(jiǎn)
便，取fi和Cli的平均值即可。
<formula>formula see original document page 27</formula>
在沒(méi)有作業(yè)負(fù)荷的 ff況下或未分配作業(yè)負(fù)荷的情況下，裝置i的裝置功率 函數(shù)PDi，例如設(shè)想CPU使用率a「0。/。，根據(jù)數(shù)學(xué)式10得出 PDi，idlei。 在作 為運(yùn)行信息320的裝置/CPU狀態(tài)而具有休眠狀態(tài)或休止?fàn)顟B(tài)時(shí)，在CPU使用
率(^ = 0%中，定義各狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的功率PDi即可。另外，假定當(dāng)前在裝置i中 進(jìn)行了作業(yè)負(fù)荷f/fn^(Xi，當(dāng)估計(jì)將其向裝置j移動(dòng)后的裝置功率時(shí)，設(shè)規(guī)格 信息300的裝置性能a為Ya、裝置性能b為》裝置性能c為I,運(yùn)行信息320 的作業(yè)負(fù)荷類型為w (w=a, b， c)，如數(shù)學(xué)式11那樣進(jìn)行替換，并將其帶入 裝置j的裝置功率函數(shù)pDj即可。 <formula>formula see original document page 27</formula>如果替換后的作業(yè)負(fù)荷量Ywi/Ywj.fi/fmax.(Xi超過(guò)100%，設(shè)移動(dòng)目的地裝置j的功率PDj-Pmaxj，考慮到作業(yè)負(fù)荷的處理時(shí)間相當(dāng)于超過(guò)的部分來(lái)延長(zhǎng)(功 率量增加)即可。此夕卜，雖未特另'j卩艮定，但所謂作業(yè)負(fù)荷類型,例如固定小數(shù) 點(diǎn)運(yùn)算處理、浮動(dòng)小數(shù)點(diǎn)運(yùn)算處理、存儲(chǔ)器讀寫(xiě)處理等，是用于區(qū)別不依存于
CPU頻率而單純依存于硬件架構(gòu)，其處理能力會(huì)大幅變化的處理內(nèi)容的類型。
另外，裝置性能 未特別限定，是該每個(gè)作業(yè)負(fù)荷類型的基準(zhǔn)測(cè)試積分
(Benchmark Score)等。
作為已有的測(cè)定信息或運(yùn)行歷史而得到運(yùn)行信息320的裝置工作功率時(shí)，
根據(jù)作業(yè)負(fù)荷量fj/fmax.(Xi和裝置工作功率Pmeasi的數(shù)據(jù)求出裝置功率函數(shù)poi的 近似式。圖5是將這些數(shù)據(jù)繪圖的一例，是表示近似的裝置功率函數(shù)PDi的圖
表。函數(shù)pDi將一次函數(shù)的斜率設(shè)為aDi、將截距設(shè)為boi,如數(shù)學(xué)式12那樣表 示。在圖5的例子中，實(shí)線表示近似函數(shù)，aDi=1.3175， bDi=152.16。數(shù)學(xué)式12
/"
max/
裝置i在作為節(jié)電功能而才艮據(jù)作業(yè)負(fù)荷進(jìn)行多個(gè)工作狀態(tài)(CPU工作頻率、
CPU核電壓)的按需切換時(shí)，裝置功率PDi階段狀地變化。在這種情況下，對(duì)
于各工作狀態(tài)和作業(yè)負(fù)荷量范圍分別定義數(shù)學(xué)式10或數(shù)學(xué)式12這樣的一次函 數(shù)，通過(guò)函數(shù)集合來(lái)表示裝置功率函數(shù)pDi。作為別的簡(jiǎn)便方法，也可以通過(guò) 一個(gè)二次函數(shù)來(lái)近似階段狀的裝置功率函數(shù)PDi。圖6是將三個(gè)狀態(tài)的按需切
換中的作業(yè)負(fù)荷量fi/f^《(Xi和裝置工作功率Pm^i的數(shù)據(jù)繪圖的一例，是表示二
次近似的裝置功率函數(shù)PDi的圖表。將二次項(xiàng)系數(shù)設(shè)為aoi，將一次項(xiàng)的系數(shù)設(shè) 為boi,將常數(shù)項(xiàng)設(shè)為CDi,如數(shù)學(xué)式13那樣表示函數(shù)poi。在圖6的例子中， 虛線表示階段狀的一次函數(shù)，實(shí)線表示近似的二次函數(shù)，aDi=0.0134， bDi=0.7297, cDi=103.16。數(shù)學(xué)式13
<formula>formula see original document page 28</formula>當(dāng)無(wú)法直接取得裝置i的裝置工作功率Pmeasi，而得知熱電阻和熱時(shí)間常數(shù) 時(shí)，可以根據(jù)運(yùn)行信息320的進(jìn)氣溫度和排氣溫度，間接地導(dǎo)出工作功率p
^m咖i 。將熱電阻設(shè)為Rthi，將熱時(shí)間常數(shù)設(shè)為Tthi，將進(jìn)氣溫度設(shè)為Tini，將排氣溫度
設(shè)為T。uti，如數(shù)學(xué)式14那祥表示工作功率pmeasi。與工作功率的變化相比，溫
度具有熱時(shí)間常數(shù)而緩慢地變化，因此考慮溫度變化的斜率來(lái)進(jìn)行修正。
數(shù)學(xué)式14
若間接地得知裝置工作功率Pmeasi，則可以與作業(yè)負(fù)荷量的fi/fm^Cti的測(cè)定 結(jié)合，導(dǎo)出數(shù)學(xué)式12或數(shù)學(xué)式13那樣的裝置功率函數(shù)poi。另外，即使熱電 阻Rthi和熱時(shí)間常數(shù)Tthi最初不明，若已知額定功率(最大)Pmaxi或額定功率 (最小)Pidlei,則根據(jù)進(jìn)氣溫度Tini以及排氣溫度T。uti的測(cè)定數(shù)據(jù)或溫度變化 的斜率數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出熱電阻Rthi或熱時(shí)間常數(shù)Tthi。
通過(guò)實(shí)施方式4的裝置功率函數(shù)，可以簡(jiǎn)便地求出與作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的裝置 群的消耗功率，良好預(yù)測(cè)地掌握作業(yè)負(fù)荷量和裝置功率的關(guān)系，可以高效地進(jìn) 行針對(duì)裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配。另外，即使沒(méi)有取得全部裝置的運(yùn)行信息，也 可以如數(shù)學(xué)式10或數(shù)學(xué)式14那樣根據(jù)一部分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出裝置功率函數(shù)，若得到
測(cè)定信息或運(yùn)行歷束，則可以如數(shù)學(xué)式12或數(shù)學(xué)式13那樣導(dǎo)出與實(shí)際測(cè)量符
合的裝置功率函數(shù)，而且，若存儲(chǔ)了測(cè)定信息或運(yùn)行歷史，則可以提高近似精度。
在實(shí)施方式4中，以服務(wù)器裝置作為一例，但即使是存儲(chǔ)裝置或網(wǎng)絡(luò)裝置， 也可以同樣地根據(jù)裝置的運(yùn)行信息導(dǎo)出裝置功率函數(shù)。在實(shí)施方式4中，作為 表示作業(yè)負(fù)荷量的主要變量，使用了CPU最大頻率、CPU工作頻率、CPU使 用率，但若是存儲(chǔ)裝置，則可以使用啟動(dòng)磁盤數(shù)、訪問(wèn)方式、訪問(wèn)時(shí)間等，若 是網(wǎng)絡(luò)裝置則可以使用轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)、切換頻率等。 (實(shí)施方式5)
圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式5的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法中的設(shè)備功率 函數(shù)的說(shuō)明圖，以實(shí)施方式3的信息處理系統(tǒng)210為例。例如，當(dāng)裝置i221i 位于機(jī)架列2207時(shí)，供電設(shè)備如箭頭243所示那樣，從變壓器240經(jīng)由不間 斷電源裝置241和配電盤2423向裝置i供電。裝置i221i消耗的功率變化為顯 熱，加熱空氣。在冷卻設(shè)備中，從空調(diào)機(jī)252,~2526經(jīng)由地板下、格柵(在圖7中為了易于觀察，省略了地板磚和格柵)向裝置i221i供給冷空氣，裝置i221i 日v》血乂飛:s口lir:^: ~ z;>46尸/' tf力im干近ihj 乂"ysj;tAi ~ z;>z6， ^i丁戶j，A！ z:u! ~ 2526吸取的熱經(jīng)由制冷機(jī)251和冷卻塔250被放出到外部空氣中。
與裝置i同樣地，若在裝置群全體范圍內(nèi)得知位置坐標(biāo)和裝置功率或裝置 功率函數(shù)，則可以計(jì)算供電設(shè)備的供電損失和冷卻設(shè)備的冷卻功率。例如實(shí)施 方式4那樣，如果根據(jù)運(yùn)行信息320得到裝置群的位置坐標(biāo)來(lái)得到數(shù)學(xué)式10、 數(shù)學(xué)式12或數(shù)學(xué)式13那樣的裝置功率函數(shù)，則可以求出裝置群全體的功率分 布，將它們作為輸入，通過(guò)數(shù)學(xué)式2或數(shù)學(xué)式3所示的設(shè)備功率函數(shù)ps、 pc 計(jì)算設(shè)備功率。在設(shè)備功率函數(shù)ps、 pc的計(jì)算中，可以使用預(yù)先輸入了設(shè)備 的位置坐標(biāo)、連接結(jié)構(gòu)、工作特性等環(huán)境信息的模擬器。
為了進(jìn)一步筒便地求出設(shè)備功率，通過(guò)在規(guī)定條件的范圍內(nèi)進(jìn)行線性近 似，將設(shè)備功率函數(shù)ps、 pc分解為數(shù)學(xué)式6或數(shù)學(xué)式7所示的設(shè)備要素函數(shù) pSi、 pCi。設(shè)備功率函數(shù)ps、 pc成為每個(gè)裝置的要素函數(shù)psi、 pci的裝置群全體 的線性和。通過(guò)按照箭頭243所示的供電系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行模擬而求出裝置i的供 電設(shè)備的要素函數(shù)psi。如箭頭254, ~ 2546所示，考慮裝置i給空調(diào)機(jī)252i ~ 2526的熱負(fù)荷的影響，預(yù)先進(jìn)行模擬來(lái)求出冷卻設(shè)備的要素函數(shù)pci。在模擬 中，在分配裝置i的功率的同時(shí)計(jì)算供電/冷卻設(shè)備功率的靈敏度系數(shù)。在簡(jiǎn)化 的情況下，將設(shè)備要素函數(shù)psi、 pci作為一次函數(shù)，將斜率設(shè)為asi、 aCi，將截 距作為ba、 bCi，如數(shù)學(xué)式15、數(shù)學(xué)式16那樣表示。數(shù)學(xué)式15
數(shù)學(xué)式16
若求出設(shè)備要素函數(shù)PSi、 pci，則可以求取與裝置功率函數(shù)PDi的和，導(dǎo)出
如數(shù)學(xué)式8那樣的裝置函數(shù)pi。裝置函數(shù)pi表示每個(gè)裝置消耗的裝置功率和設(shè) 備功率。例如，當(dāng)使用實(shí)施方式4中說(shuō)明的數(shù)學(xué)式12所示的裝置功率函數(shù)poi 時(shí)，如數(shù)學(xué)式17那樣表示裝置函數(shù)pi。重新定義裝置函數(shù)pi的斜率ai和截距 bi。裝置群和設(shè)備的總消耗功率P是裝置群全體的裝置函數(shù)Pi的總和，將數(shù)學(xué) 式9改寫(xiě)成數(shù)學(xué)式18那樣。<formula>formula see original document page 31</formula>若看數(shù)學(xué)式18則可以明了，通過(guò)將向裝置群的作業(yè)負(fù)荷(在此，fj/fmax.(Xi) 的分配最佳化，可以將裝置群和設(shè)備的總功率P最小化。即，為了使目標(biāo)函數(shù) P最小化，解決向裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的組合最佳化問(wèn)題即可。當(dāng)裝置較多時(shí)， 組合的數(shù)量如數(shù)學(xué)式5所示那樣增大，因此，進(jìn)行組合的全部搜索是不現(xiàn)實(shí)的。 在實(shí)施方式5中，通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕?，使?shù)學(xué)式18的目標(biāo)函數(shù)P成為一次
函數(shù)的線性和，因此以裝置函數(shù)pi的斜率ai和截距bi作為指標(biāo)，可以高效地 發(fā)現(xiàn)最佳解。
(實(shí)施方式6)
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。信息處理系統(tǒng)410由物理服務(wù)器420廣420n、向服務(wù)器群 420i ~ 420n供電的供電設(shè)備440! ~ 440u、冷卻服務(wù)器群420, ~ 420n的冷卻設(shè)備 450, ~ 450v、管理服務(wù)器群420, ~ 420n和設(shè)備440! ~ 440u、 450! ~ 450v的運(yùn)用 管理裝置460構(gòu)成，構(gòu)成虛擬化環(huán)境。物理服務(wù)器420! ~ 420n中，通過(guò)系統(tǒng)管 理程序(hypervisor)421, 421n配置虛擬機(jī)430, ~430m,在其上運(yùn)行OS431！ ~ 431m和作為作業(yè)負(fù)荷的應(yīng)用432廣432m。在運(yùn)用管理裝置460中，管理物理 服務(wù)器420, ~ 420 和虛擬機(jī)430! ~ 430m的虛擬化管理器462;管理設(shè)備440! ~ 440u、 450廣450v的設(shè)備管理器463;削減服務(wù)器群420i ~ 420 和設(shè)備440! ~ 440u、 450! -450v的總消耗功率的運(yùn)用管理管理器461協(xié)同工作。
在實(shí)施方式6中，虛擬化管理器462通過(guò)系統(tǒng)管理程序42h 421n管理針 對(duì)物理服務(wù)器420t ~ 420n的虛擬機(jī)430, ~ 430m的分配、或針對(duì)虛擬機(jī)430, ~ 430m的資源分配(CPU、存儲(chǔ)器容量等資源分配)，取得虛擬機(jī)430廣430m和 物理服務(wù)器420廣420n的運(yùn)行信息(例如物理服務(wù)器的CPU使用率、存儲(chǔ)器
31使用容量、磁盤傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度等；虛擬機(jī)的CPU使用率、存儲(chǔ)器 使用率、磁盤傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度等)。根據(jù)該運(yùn)行信息，運(yùn)用管理管理 器461估計(jì)應(yīng)用、即作業(yè)負(fù)荷432廣432m，導(dǎo)出與作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的物理服務(wù)器 420, ~420。的功率的關(guān)系。例如，當(dāng)對(duì)于一個(gè)物理服務(wù)器存在多個(gè)虛擬機(jī)時(shí)， 若虛擬化本身的開(kāi)銷較小，則可以認(rèn)為多個(gè)虛擬機(jī)的運(yùn)行率或運(yùn)行量的和成為 物理服務(wù)器的運(yùn)行率或運(yùn)行量。例如，當(dāng)設(shè)想在物理服務(wù)器中存在共計(jì)8核的 CPU，向虛擬機(jī)A分配了2個(gè)核，向虛擬機(jī)B分配了 6個(gè)核時(shí)，虛擬機(jī)A的 CPU使用率的四分之一與虛擬機(jī)B的CPU使用率的四分之三的和相當(dāng)于物理 服務(wù)器的CPU使用率，如數(shù)學(xué)式10、數(shù)學(xué)式12或數(shù)學(xué)式13那樣表示裝置功 率函數(shù)。
設(shè)備管理器463取得設(shè)備440廣440u、 450, ~ 450v的位置和環(huán)境信息，導(dǎo) 出與物理服務(wù)器420, ~ 420n的功率分布對(duì)應(yīng)的設(shè)備功率的關(guān)系。運(yùn)用管理管理 器461根據(jù)與作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的物理服務(wù)器功率的關(guān)系、以及與物理服務(wù)器群的 功率分布對(duì)應(yīng)的設(shè)備功率的關(guān)系，求出與物理服務(wù)器對(duì)應(yīng)的作業(yè)負(fù)荷分配的最 佳解。按照該解，虛擬化管理器462將運(yùn)行應(yīng)用432廣432m的虛擬機(jī)430廣 430m向物理服務(wù)器420廣420n分配。在圖8中表示如箭頭433所示那樣將應(yīng) 用4322與虛擬機(jī)43 02 —起從物理服務(wù)器4202向420,移動(dòng)的一例。
根據(jù)實(shí)施方式6，通過(guò)利用虛擬化環(huán)境的動(dòng)態(tài)遷移功能，可以使應(yīng)用432, ~ 432m在運(yùn)行的狀態(tài)下在物理服務(wù)器420, ~ 420n之間轉(zhuǎn)移，可以簡(jiǎn)便地執(zhí)行使 服務(wù)器群和設(shè)備的總功率最小化的作業(yè)負(fù)荷分配，可以抑制伴隨作業(yè)負(fù)荷的移 動(dòng)的開(kāi)銷或損失時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)信息處理系統(tǒng)的節(jié)電化。實(shí)施方式6是服務(wù)器裝置 的例子，但在存儲(chǔ)裝置或網(wǎng)絡(luò)裝置的虛擬化環(huán)境中也可以實(shí)現(xiàn)同樣的節(jié)電運(yùn) 用。此外，在實(shí)施方式6中采用了運(yùn)用管理管理器461和虛擬化管理器462 和設(shè)備管理器463相互協(xié)同工作的方法，但也可以根據(jù)接口或軟件規(guī)模等將一 方安裝在另一方中。 (實(shí)施方式7)
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法的結(jié)構(gòu)圖。信息處理系統(tǒng)510由服務(wù)器520,~520n、存儲(chǔ)系統(tǒng)570廣 570"進(jìn)行它們的供電和冷卻的供電設(shè)備540, ~ 540u和冷卻設(shè)備550i ~ 550v、管理這些裝置群和設(shè)備全體的運(yùn)用管理裝置560構(gòu)成，構(gòu)成SAN (存儲(chǔ)區(qū)域 網(wǎng)絡(luò))環(huán)境。在服務(wù)器520, ~ 520n中，在OS521, 521n上運(yùn)行作為作業(yè)負(fù)荷 的營(yíng)業(yè)530廣530m。在運(yùn)用管理裝置560中，管理由服務(wù)器群52(^ ~ 520n和 存儲(chǔ)系統(tǒng)570, ~ 570r構(gòu)成的SAN的SAN管理器562;管理設(shè)備540, ~ 540u、 550! ~ 550v的設(shè)備管理器563;削減服務(wù)器群520, ~ 520 和存儲(chǔ)系統(tǒng)570, ~ 570r 和設(shè)備540, ~ 540u、550！ ~ 550v的總消耗功率的運(yùn)用管理管理器561協(xié)同工作。
在實(shí)施方式7中，SAN管理器562進(jìn)行服務(wù)器520， ~ 520n的運(yùn)行監(jiān)視和 管理，運(yùn)用管理管理器561評(píng)價(jià)與應(yīng)用即作業(yè)負(fù)荷530廣530m對(duì)應(yīng)的服務(wù)器 520廣520n的功率。設(shè)備管理器563根據(jù)設(shè)備540廣540u、 550廣550v的位置 和環(huán)境信息，求出與服務(wù)器520「520n的功率分布對(duì)應(yīng)的設(shè)備功率。運(yùn)用管理 管理器561根據(jù)服務(wù)器功率分布與設(shè)備功率的關(guān)系，為使服務(wù)器群和設(shè)備的總 功率最小化而求出作業(yè)負(fù)荷分配。根據(jù)該解，SAN管理器562臨時(shí)中斷現(xiàn)行 的應(yīng)用530廣530m，向存儲(chǔ)系統(tǒng)570廣570r提交，通過(guò)SAN啟動(dòng)來(lái)啟動(dòng)已分 配的服務(wù)器520! ~ 520n，繼續(xù)進(jìn)行應(yīng)用530, ~ 530m。服務(wù)器520, ~ 520n中未分 配的服務(wù)器停止，切斷電源。此外，在作業(yè)負(fù)荷分配的執(zhí)行中，充分考慮應(yīng)用 530, ~ 530m的啟動(dòng)/中斷/停止契機(jī)。
根據(jù)實(shí)施方式7,通過(guò)利用SAN啟動(dòng)功能可以實(shí)施使服務(wù)器群和設(shè)備的 總功率最小化的節(jié)電運(yùn)用。具有在實(shí)施方式6中的虛擬化環(huán)境不適當(dāng)?shù)那闆r下 或在已有的系統(tǒng)中易于引入本實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)。另夕卜，通過(guò)不僅結(jié)合服務(wù)器群 和設(shè)備，還結(jié)合存儲(chǔ)系統(tǒng)570廣570r來(lái)運(yùn)用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了節(jié)能化。 (實(shí)施方式8)
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn) 用管理方法的結(jié)構(gòu)圖。信息處理系統(tǒng)610由服務(wù)器620廣620。、存儲(chǔ)系統(tǒng)670廣 670r、網(wǎng)絡(luò)680廣680s、進(jìn)行它們的供電和冷卻的供電設(shè)備640, ~ 640u和冷卻 設(shè)備650廣650v、綜合管理裝置群和設(shè)備的運(yùn)用管理裝置660構(gòu)成，構(gòu)成綜合 管理環(huán)境。在服務(wù)器620, ~ 620n中，在OS621廣621n上運(yùn)行作為作業(yè)負(fù)荷的 應(yīng)用630廣630m和綜合管理代理622廣622『在運(yùn)用管理裝置660中，綜合 管理服務(wù)器620！ ~ 620n和存儲(chǔ)系統(tǒng)670, ~ 670r和網(wǎng)絡(luò)680, ~ 680s的管理器662; 管理設(shè)備640廣640u、 650廣650v的設(shè)備管理器663;削減裝置群620, ~ 620n、670, ~ 670" 680, 680s和設(shè)備640廣640u、 650! ~ 650v的總功率的功率管理器 661相互協(xié)同工作。
在實(shí)施方式8中，綜合管理管理器662通過(guò)代理662, ~662 進(jìn)行服務(wù)器 620! ~ 620n的運(yùn)行管理和業(yè)務(wù)運(yùn)用，功率管理器661估計(jì)與應(yīng)用630, ~ 630m 對(duì)應(yīng)的服務(wù)器620, ~ 620n的功率，設(shè)備管理器663估計(jì)設(shè)備640, ~ 640u、650i ~ 650v的功率。功率管理器661與設(shè)備管理器663協(xié)同，求出作業(yè)負(fù)荷分配，根 據(jù)該作業(yè)負(fù)荷分S己，綜合管理管理器662進(jìn)行服務(wù)器620, ~ 620n的運(yùn)行/停止， 切換使應(yīng)用630, 630m工作的服務(wù)器。在作業(yè)調(diào)度中，通過(guò)對(duì)服務(wù)器620, 620n投入作業(yè)(應(yīng)用)630廣630m的配置可以進(jìn)行作業(yè)負(fù)荷分配。
關(guān)于存儲(chǔ)系統(tǒng)670, ~ 670"網(wǎng)絡(luò)680, ~ 680s,也可以與服務(wù)器620, ~ 620n 的運(yùn)用管理同樣地進(jìn)行。圖11是表示存儲(chǔ)系統(tǒng)的一例的說(shuō)明圖，圖12是表示 網(wǎng)絡(luò)的一例的說(shuō)明圖。圖ll中，存儲(chǔ)裝置671,、 6712由磁盤陣列672構(gòu)成， 保存數(shù)據(jù)673廣6733。如箭頭674所示，通過(guò)將作為作業(yè)負(fù)荷的訪問(wèn)頻率高的 數(shù)據(jù)6732從存儲(chǔ)裝置6712向671,移動(dòng)或拷貝，可以進(jìn)行希望的作業(yè)負(fù)荷分配。 在圖12中，在網(wǎng)絡(luò)裝置68h 68l3上連接服務(wù)器裝置623廣6234等，如箭頭 682所示那樣，將與服務(wù)器裝置6233對(duì)應(yīng)的連接從網(wǎng)絡(luò)裝置6813切換到6812， 由此移動(dòng)作業(yè)負(fù)荷。在變更作業(yè)負(fù)荷分配后，存儲(chǔ)裝置67h、 6712或網(wǎng)絡(luò)裝置 681,-6813使自身的節(jié)電功能起作用，控制電源。此外，在作業(yè)負(fù)荷的移動(dòng)中， 需要與存儲(chǔ)裝置、網(wǎng)絡(luò)一起充分考慮處理時(shí)間或與處理相伴的功率等的開(kāi)銷或 風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)實(shí)施方式8,可以通過(guò)運(yùn)行管理或作業(yè)調(diào)度來(lái)綜合管理服務(wù)器/存儲(chǔ)系 統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)裝置群，并且可以使全部裝置群和設(shè)備的總消耗功率最小化。通過(guò)將 綜合管理管理器622具有的策略運(yùn)用、資產(chǎn)管理、故障監(jiān)視、電源管理、綜合 控制臺(tái)等功能和功率管理器661的節(jié)電功能組合，可以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)且自由的系 統(tǒng)運(yùn)用。此外，功率管理器661或設(shè)備管理器663也可以作為綜合管理管理器 662的一部分或子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行安裝。
下面，列舉通過(guò)以上本實(shí)施方式的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置以及運(yùn)用 管理方法而得到的主要的效果。
通過(guò)上述各實(shí)施方式的手段，通過(guò)使信息處理裝置群和設(shè)備協(xié)同工作的運(yùn)用管理，可以削減將裝置群和設(shè)備合在一起的總消耗功率，因此，具有可以實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)中心等信息處理系統(tǒng)的節(jié)電運(yùn)用、可以在降低運(yùn)用成本的同時(shí)抑制過(guò)度 的設(shè)備投資的效果，也可以有助于地球變暖的防止和二氧化碳的削減。
此外，上述各實(shí)施方式的手段著眼于裝置群和設(shè)備的功率，但通過(guò)取得與 裝置群的作業(yè)負(fù)荷、運(yùn)行信息、設(shè)備的環(huán)境信息相關(guān)的時(shí)間平均或時(shí)間積分等， 可以容易地進(jìn)行考慮了作業(yè)負(fù)荷的處理時(shí)間的最佳化，也可以削減裝置群和設(shè) 備的電能(功率x時(shí)間-能量)。另外，在向裝置群的作業(yè)負(fù)荷分配中，除了 功率或電能以外，通過(guò)也考慮作業(yè)負(fù)荷的處理優(yōu)先度、基于計(jì)劃或事件等的執(zhí) 行契機(jī)、與送電系統(tǒng)或收費(fèi)制度對(duì)應(yīng)的電力成本等，可以作為進(jìn)一步提高有益 性和便利性的策略運(yùn)用來(lái)進(jìn)行應(yīng)用。
本實(shí)施方式，作為信息處理系統(tǒng)自身的自主的節(jié)電運(yùn)用管理方法是適合 的，但根據(jù)本實(shí)施方式而得到的作業(yè)負(fù)荷分配的解、或裝置群和設(shè)備的個(gè)別功 率或總功率的結(jié)果，在已設(shè)系統(tǒng)中的節(jié)能診斷和改善、新設(shè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或建設(shè)、 裝置或設(shè)備的增設(shè)、移設(shè)、修改、更新中的計(jì)劃或調(diào)整、將來(lái)的信息處理預(yù)測(cè) 所對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)4巴握或成本計(jì)算、取得的運(yùn)行管理或場(chǎng)景設(shè)定中，也提供了有用 的運(yùn)用管理方針。
以上，根據(jù)實(shí)施方式，具體說(shuō)明了由本發(fā)明人作出的發(fā)明，但本發(fā)明不限 于所述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本實(shí)施方式可以應(yīng)用于由服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等的信息處理裝置群和 供電設(shè)備或冷卻設(shè)備構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)中的綜合的節(jié)電運(yùn)用管理，尤其適用 于作為信息處理基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心。另夕卜，本實(shí)施方式除了用于信息處理系統(tǒng)的 自主運(yùn)用管理以外，也可以作為系統(tǒng)構(gòu)建工具、節(jié)能診斷工具、運(yùn)行監(jiān)視工具、 運(yùn)用管理者或設(shè)備管理者的輔助工具而適用于廣泛的用途。
而且，本實(shí)施方式不僅針對(duì)于配置在一個(gè)場(chǎng)所的裝置群和設(shè)備，對(duì)于多個(gè) 場(chǎng)所也可以應(yīng)用，例如在多層的數(shù)據(jù)中心或大范圍分離的數(shù)據(jù)中心中也有用， 像網(wǎng)格計(jì)算或云計(jì)算等信息處理裝置和設(shè)備分散的情況下也可以利用。另外， 本實(shí)施方式主要以信息處理裝置群和設(shè)備為對(duì)象，但只要是消耗功率或能量的 裝置和用于其的設(shè)備，就可以應(yīng)用本實(shí)施方式，例如對(duì)電氣裝置、機(jī)械裝置、動(dòng)力裝置、熱裝置等的運(yùn)用或控制也發(fā)揮作用，作為系統(tǒng)規(guī)^莫，電子部件群和 電源或冷卻器、信息模塊群和電源單元或冷卻單元、數(shù)據(jù)中心群和發(fā)電站或包 含布局在內(nèi)的冷卻環(huán)境等也作為對(duì)象，可以對(duì)省電、節(jié)能作出貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的、由信息處理裝置群和對(duì)該裝置群進(jìn)行供電或冷卻的設(shè)備構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟第一步驟，存儲(chǔ)配置信息，該配置信息包含所述裝置群的位置及運(yùn)行信息和所述設(shè)備的位置及環(huán)境信息；第二步驟，根據(jù)所述運(yùn)行信號(hào)，求出與所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的消耗功率；第三步驟，根據(jù)所述配置信息和所述消耗功率，求出所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率；以及第四步驟，為了減小所述裝置群的消耗功率和所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的總和，向所述裝置群分配作業(yè)負(fù)荷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于， 在所述第二步驟中，根據(jù)所述裝置群的規(guī)格信息、結(jié)構(gòu)信息、運(yùn)行信息，設(shè)定以所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷作為變量來(lái)計(jì)算消耗功率的裝置功率函數(shù)，通過(guò) 使用所述裝置功率函數(shù)來(lái)計(jì)算消耗功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于， 在所述第三步驟中，設(shè)定以所述裝置群的消耗功率和所述配置信息作為變量來(lái)計(jì)算所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的設(shè)備功率函數(shù)，通過(guò)使用所述設(shè)備 功率函數(shù)來(lái)計(jì)算供電損失或冷卻功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于， 在所述第二步驟中，設(shè)定以所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷作為變量來(lái)計(jì)算消耗功率的裝置功率函數(shù)，使用所述裝置功率函數(shù)來(lái)進(jìn)行消耗功率的計(jì)算，在所述第三步驟中，設(shè)定以根據(jù)所述裝置功率函數(shù)計(jì)算出的所述裝置群的消耗功率和所述配置信息作為變量來(lái)計(jì)算所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的設(shè)備功率函數(shù)，使用所述設(shè)備功率函數(shù)來(lái)計(jì)算供電損失或冷卻功率，在所述第四步驟中，以所述裝置功率函數(shù)和所述設(shè)備功率函數(shù)的總和作為目標(biāo)函數(shù)，關(guān)于向所述裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的組合最佳化問(wèn)題，求出使所述目標(biāo)函數(shù)最小化的最佳解或可執(zhí)行的近似解。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，在所述第二步驟中，設(shè)定以所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷作為變量來(lái)計(jì)算消耗功率的裝置功率函數(shù)，使用所述裝置功率函數(shù)來(lái)進(jìn)行所述裝置群的各個(gè)裝置的消耗功率的計(jì)算，在所述第三步驟中，針對(duì)根據(jù)所述裝置功率函數(shù)計(jì)算出的所述裝置群的各個(gè)裝置的消耗功率，設(shè)定對(duì)所述裝置群的每一個(gè)裝置所需要的所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率進(jìn)行計(jì)算的設(shè)備要素函數(shù)，使用所述設(shè)備要素函數(shù)來(lái)計(jì)算所述裝置群的各個(gè)裝置的供電損失或冷卻功率， 在所述第四步驟中，通過(guò)將所述裝置功率函數(shù)和所述設(shè)備要素函數(shù)合并，針對(duì)所述裝置群的各個(gè)裝置設(shè)定以作業(yè)負(fù)荷作為變量的裝置函數(shù)，以與所述裝置群的全部裝置對(duì)應(yīng)的所述裝置函數(shù)的總和作為目標(biāo)函數(shù)，關(guān)于向所述裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的組合最佳化問(wèn)題，求出使所述目標(biāo)函數(shù)最小化的最佳解或可執(zhí)行的近似解。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，在所述第四步驟中，以所述裝置群的允許負(fù)荷條件和所述設(shè)備的允許功率條件作為制約條件，以所述裝置群的消耗功率和所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的總和作為目標(biāo)函數(shù)，關(guān)于向所述裝置群分配作業(yè)負(fù)荷的組合最佳化問(wèn)題，求出使所述目標(biāo)函數(shù)最'J、化的最佳解或可執(zhí)行的近似解。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還執(zhí)行第五步驟，所述第五步驟，根據(jù)所述裝置群的位置和消耗功率，控制進(jìn)行所述供電或冷卻的設(shè)備，所述裝置群的位置和消耗功率是根據(jù)分配給所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷和所述配置信息而得到的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述裝置群構(gòu)成虛擬化環(huán)境，通過(guò)向物理裝置群配置多個(gè)虛擬裝置，來(lái)進(jìn)行所述第四步驟中的向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，具有與所述裝置群對(duì)應(yīng)的作業(yè)調(diào)度器，通過(guò)所述作業(yè)調(diào)度器向所述裝置群配置作業(yè)，來(lái)進(jìn)行所述第四步驟中的向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述裝置群構(gòu)成SAN啟動(dòng)環(huán)境，通過(guò)選擇所述SAN啟動(dòng)環(huán)境啟動(dòng)的裝置，來(lái)進(jìn)行所述第四步驟中的向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，通過(guò)配置所述裝置群中運(yùn)行、休止或停止的裝置，來(lái)進(jìn)行所述第四步驟中的向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述裝置群由服務(wù)器裝置構(gòu)成，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還執(zhí)行第六步驟，所述第六步驟，伴隨向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配的變更，在所述服務(wù)器裝置間移動(dòng)軟件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述裝置群由存儲(chǔ)裝置構(gòu)成，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還執(zhí)行第七步驟，所述第七步驟，伴隨向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配的變更，在所述存儲(chǔ)裝置間移動(dòng)或拷貝數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述裝置群由網(wǎng)絡(luò)裝置構(gòu)成，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還執(zhí)行第八步驟，所述第八步驟，伴隨向所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷的分配的變更，變更所述網(wǎng)絡(luò)裝置的連接結(jié)構(gòu)。
15. —種通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的、由信息處理裝置群和對(duì)該裝置群進(jìn)行供電或冷卻的設(shè)備構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟第一步驟，監(jiān)視所述裝置群的運(yùn)行信息以及與所述設(shè)備的供電或冷卻相關(guān)的環(huán)境信息，將所述裝置群的運(yùn)行信息及位置和所述設(shè)備的環(huán)境信息及位置作為配置信息來(lái)存儲(chǔ)；第二步驟，根據(jù)當(dāng)前或預(yù)定的作業(yè)負(fù)荷，向所述裝置群分配虛擬作業(yè)負(fù)荷;第三步驟，纟艮據(jù)所述運(yùn)行信息，計(jì)算與所述裝置群的所述虛擬作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的虛擬消^^功率；第四步驟，根據(jù)所述配置信息和所述虛擬消耗功率，計(jì)算所述設(shè)備的虛擬供電損失或虛擬冷卻功率；第五步驟，為了減小所述裝置群的虛擬消耗功率和所述設(shè)備的虛擬供電損失或虛擬冷卻功率的總和，探索向所述裝置群的虛擬作業(yè)負(fù)荷的分配方法；以及第六步驟，根據(jù)所述虛擬作業(yè)負(fù)荷的分配方法，在適當(dāng)?shù)钠鯔C(jī)向所述裝置群分配實(shí)際作業(yè)負(fù)荷。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還執(zhí)行第七步驟，所述第七步驟，根據(jù)所述第一步驟中存儲(chǔ)的所述配置信息，對(duì)設(shè)置所述裝置群和所述設(shè)備的空間中的、所述裝置群的位置坐標(biāo)及運(yùn)行信息和所述設(shè)備的位置坐標(biāo)及與供電或冷卻相關(guān)的環(huán)境信息進(jìn)行映射來(lái)進(jìn)行顯示。
17. —種通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的、由能夠以任意組合分配多個(gè)虛擬裝置的多個(gè)物理裝置和對(duì)所述多個(gè)物理裝置進(jìn)行供電或冷卻的設(shè)備構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟第一步驟，將所述多個(gè)物理裝置的位置、與所述多個(gè)物理裝置對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)虛擬裝置的分配信息、所述多個(gè)物理裝置及所述多個(gè)虛擬裝置的運(yùn)行信息、所述設(shè)備的位置及環(huán)境信息作為配置信息來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)；第二步驟，根據(jù)所述運(yùn)行信息，計(jì)算與所述多個(gè)虛擬裝置的作業(yè)負(fù)荷相伴的所述多個(gè)物理裝置的消耗功率；第三步驟，根據(jù)所述配置信息和所述消耗功率，計(jì)算所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率；以及第四步驟，為了減小所述消耗功率和所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的總和，探索向所述多個(gè)物理裝置分配所述多個(gè)虛擬裝置的組合。
18. —種通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的、由信息處理裝置群和對(duì)該裝置群進(jìn)行供電或冷卻的設(shè)備構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有以下功能第一功能，存儲(chǔ)配置信息，該配置信息包含所述裝置群的位置及運(yùn)行信息和所述設(shè)備的位置及環(huán)境信息；第二功能，根據(jù)所述運(yùn)行信息，求出與所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的消耗功率；第三功能，根據(jù)所述配置信息和所述消耗功率，求出所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率；以及第四功能，為了減小所述裝置群的消耗功率和所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的總和，向所述裝置群分配作業(yè)負(fù)荷。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置，其特征在于，所述第二功能，根據(jù)所述裝置群的規(guī)格信息、結(jié)構(gòu)信息、運(yùn)行信息，設(shè)定以所述裝置群的作業(yè)負(fù)荷作為變量來(lái)計(jì)算消耗功率的裝置功率函數(shù)，通過(guò)使用所述裝置功率函數(shù)來(lái)計(jì)算消耗功率。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理裝置，其特征在于，所述第三功能，設(shè)定以所述裝置群的消耗功率和所述配置信息作為變量來(lái)計(jì)算所述設(shè)備的供電損失或冷卻功率的設(shè)備功率函數(shù)，通過(guò)使用所述設(shè)備功率函數(shù)來(lái)計(jì)算供電損失或冷卻功率。
全文摘要
本發(fā)明提供信息處理系統(tǒng)的運(yùn)用管理方法及運(yùn)用管理裝置，用于削減信息處理裝置群和供電/冷卻設(shè)備的總消耗功率，實(shí)現(xiàn)信息處理系統(tǒng)的節(jié)電運(yùn)用。信息處理系統(tǒng)(10)由信息處理裝置(20₁～20_n)、供電設(shè)備(40₁～40_u)、冷卻設(shè)備(50₁～50_v)和運(yùn)用管理裝置(60)構(gòu)成。運(yùn)用管理裝置與裝置群(20₁～20_n)和設(shè)備(40₁～40_u、50₁～50_v)相連，具有由裝置群的位置和運(yùn)行信息(61)以及設(shè)備的位置和環(huán)境信息(62)構(gòu)成的配置信息。并且，運(yùn)用管理裝置使用該配置信息，求出裝置群(20₁～20_n)的消耗功率、供電設(shè)備的供電損失和冷卻設(shè)備的冷卻功率(63、64)，為了減小消耗功率、供電損失以及冷卻功率的總和，向裝置群(20₁～20_n)分配作業(yè)負(fù)荷(30₁～30_m)(65)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101556493SQ200810185018
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者三木良雄, 中島忠克, 沖津潤(rùn), 加藤猛, 志賀陽(yáng)子, 齊藤達(dá)也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所