[发明专利]用于动态改变控制存储器的功耗水平的池的尺寸的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及计算机系统和设备的功率和热量管理。更准确地说，本发明涉及用来动态控制存储系统中存储器的功耗水平的一种设备、方法和系统。

发明背景

随着计算机设备和系统的继续发展和变得更加复杂，计算机设备和系统的有效的并且高效率的功率和热量管理在系统设计和实现中变得越来越关键。由于计算机设备和系统只有在特定的功率和温度范围内才能正确地和安全地运行，当需要各种各样的设备时，确保有足够的电源去开动它们是重要的。此外，确保热条件不超过某些门限水平也是重要的，这些门限被认为对于这些各种各样的设备的运行是安全的。通常，计算机设备例如存储器被设计成具有与不同性能和功耗水平相对应的不同的工作模式或功率状态。不同的工作模式或功率状态可能包括，例如，活动方式(active mode)、备用方式(standby)和小睡(nap mode)方式等。一般地，设备在活动方式下比在其他方式下运行快。然而，设备在活动方式下也比在其他方式下消耗较多的功率并产生较多的热量。将系统内的全部设备保持在活动方式下减小运行等待时间并因此提高系统总体性能。然而，将系统内的全部设备保持在活动方式下消耗较多的功率并产生较多的热量。此外，即使系统电源足够为系统中全部设备供电，无论如何这些设备中的一些设备可能是空闲的，因此总是将它们保持在活动方式将是资源的浪费。系统性能要求和系统功率使用要求需要被平衡。为了在系统性能和系统功率使用及热耗散之间保持一个平衡，需要将一定数量的设备保持在活动方式以减小功率使用和热耗散。取决于应用和运行环境，被保持为活动方式的设备的数量可能不同。

上面描述的关于计算机设备的系统约束和折衷一般等效地应用于存储系统中的存储器。在它们的活动或功耗最大的方式下，存储器例如动态随机存取存储器(DRAM)设备比在非活动方式下(例如备用或小睡方式)运行的快。然而，DRAM设备在活动方式下也比在非活动方式下消耗更多的功率。作为结果，为了在性能和功耗(和热耗散)之间保持一个平衡，一个固定数目的DRAM设备可能需要被保持在非活动方式以保存电力并减小热耗散。处于活动方式的设备数和处于非活动方式的设备数能够被在系统启动(引导)时或系统复位时的基本输入输出程序(BIOS)确定。哪个设备处于活动方式哪个设备处于非活动方式的管理能够通过设备池的定义被完成，设备池被用来记住各个设备的运行方式或功率状态(例如活动的或非活动的)。在这篇文章中设备的一个池指的是处于特定运行方式或功率状态的设备的一个映射或列表。例如一个池可能被维护以记住处于活动方式的设备，而另一个池可能被维护以记住处于非活动方式的设备。在这个功率管理方案下，在其中的一个池里被描述的设备被假定工作在特定的运行方式或功率状态下，从而消耗特定数量的功率。例如，在活动池内被描述的设备被假设工作在活动方式下。在各个池内的设备数可以被检查以确定被整个存储系统使用的功率的数量。在下文中，被用来记住各种各样的存储设备的不同的池也被称为功率控制或者节能池。

传统地，因为说明在任意提出的变化期间全部设备的功耗状态的复杂性，各个池中的设备的数量(在下文中也称为池的尺寸或池容量)在启动或复位时被BIOS配置或指定，并且在系统运行期间被留置不变。例如，一个系统操作员或者系统用户可能通过BIOS配置指定活动设备数是8而非活动设备数为24。这两个数分别被用来确定能够处于活动或非活动池中的设备的最大允许数目。这种静态的和不变的池配置在平衡系统性能要求和系统功率和热耗散要求方面不是有效的和高效的，因为在系统运行过程中特定的事件和运行条件可能发生，这可能要求池配置被改变，以便系统继续正确地、安全地和高效地运行。在各种各样的例子中，例如，因为池的尺寸被用来在系统性能和系统功耗(和热产生)和系统性能之间保持一个适当的平衡，能够在系统运行期间响应于各种各样的外部刺激或运行条件的变化来改变池的配置(例如改变活动池和非活动池的尺寸等)将是有用的。例如，池的尺寸可能需要被改变以响应超过系统可接受的温度容许量的热条件或者响应由于电源故障或者断电而使系统由蓄电池电源供电而运行的指示。另外，由于系统运行特征的改变例如系统用户的改变，池的尺寸可能需要被改变，系统用户的改变通常影响存储系统的使用，并因而影响存储系统的功率消耗水平。

结果，在系统运行过程中有动态配置或改变存储设备的功率控制池的尺寸的需要。

                            发明概述