JP3896352B2 - 分散コンピューティングシステム - Google Patents

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Description

本発明は、分散コンピューティングシステムに関する。特に、本発明は、消費電力の低減を目的とする分散コンピューティングシステムに関する。
近年、資源を有効に利用し、かつ自然環境に与える影響を軽減することを目的として、電力を有効に活用する技術が注目されている。従来、電力を有効に活用する技術として、消費電力を削減する省電力技術及び余剰電力を有効に利用する技術が知られている。
例えば、情報処理装置の消費電力を削減する省電力技術として、情報処理装置の稼動状態に応じて駆動周波数又は駆動電圧を調節する技術が用いられている。一例として、インテルコーポレーションのSpeedStep(登録商標)、トランスメタコーポ−レーションのLongRun(登録商標)、又はネットワーク上の複数の情報処理装置を一括して制御する技術(特許文献1参照)が用いられている。
また、余剰電力を有効に利用する技術として、電力消費を平準化する技術が提案されている。例えば、時間帯に応じた電力消費の偏りを平準化する技術として、所定の地域内において電力消費が集中した場合には、予め充電したバッテリーを優先的に使う技術(特許文献2参照)が提案されている。また、地域に応じた電力消費の偏りを平準化する方法として、余剰電力を有する地域から電気を買い取る方法(特許文献3参照)が提案されている。
また、近年、膨大な時間を要する計算処理又は膨大なメモリ空間を必要とする計算処理を、計算力が余剰している複数の情報処理装置により実行させるグリッドコンピューティングシステムが注目されている。
特開2000−259292号公報 特開2002−271992号公報 特開2002−58160号公報
しかしながら、従来のグリッドコンピューティング技術によると、余剰計算力を有する情報処理装置を有効に利用することにより計算処理を高速化することができる一方、膨大な計算機リソースを並行して利用してしまう。これにより、計算処理を実行する情報処理装置が所定の地域に集中した場合には、当該地域の電力消費量が増大する。
上記省電力技術によると、情報処理装置は、計算の処理量が少ない場合又は処理の内容に関わらず、計算の実行速度を抑えることにより消費電力を低減する。しかしながら、処理の重要度に応じて高速に処理する等、処理の内容に応じた消費電力の調節を行うことはできないので、グリッドコンピューティング技術への適用は困難であった。また、電力消費を平準化する上記技術は、蓄電池の充電又は電気の長距離輸送等により、電力が多量に損失する場合がある。
本発明の第1の形態によると、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行する複数の計算処理装置と、複数の計算処理装置に部分計算を要求する計算要求装置と、複数の計算処理装置を分類した複数の処理装置グループのそれぞれに対応して設けられる下階層管理装置と、複数の下階層管理装置を分類した複数の管理装置グループのそれぞれに対応して設けられる上階層管理装置とを備え、計算要求装置は、複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得手段と、複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報を生成する消費電力指標情報生成手段と、複数の計算処理装置が複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を取得する条件情報取得手段と、複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に電力量条件情報を満たす計算処理装置を、電力処理指標情報及び消費電力指標情報に基づいて選択する選択手段と、複数の部分計算のそれぞれを、選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、計算処理の結果として出力する処理結果出力手段とを有し、複数の計算処理装置のそれぞれは、計算要求装置から要求された部分計算を処理する部分計算処理手段と、部分計算の処理結果を計算要求装置に送信する処理結果送信手段と、対応する処理装置グループの総消費電力が当該処理装置グループにおける最大供給可能電力のうち予め定められた基準割合に達したと判断した場合に、部分計算を下階層管理装置及び上階層管理装置を介して当該計算処理装置が設けられた地域とは異なる地域に設けられた他の計算処理装置に送信する部分計算再割当手段とを有する分散コンピューティングシステムを提供する。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明によれば、電力を有効に利用することができる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、分散コンピューティングシステム10のブロック図を示す。分散コンピューティングシステム10は、予め定められた計算処理700を構成する複数の部分計算を計算処理装置30−1〜Nに実行させると共に、計算処理装置30−1〜Nの消費電力を低減することを目的とする。
分散コンピューティングシステム10は、計算処理装置30−1〜Nに部分計算の処理を要求する計算要求装置20と、複数の部分計算をそれぞれ実行する計算処理装置30−1〜Nと、計算処理装置30−1〜Nを管理する下階層管理装置40−1〜Mと、下階層管理装置40−1〜Mを管理する上階層管理装置50−1〜Lとを備える。
計算要求装置20は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報及び当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を、下階層管理装置40−1〜M及び上階層管理装置50−1〜Lから取得する。そして、計算要求装置20は、電力処理指標情報及び安定性情報に基づいて、複数の部分計算のそれぞれを計算処理装置30−1〜Nの何れかに実行させる。
ここで、計算処理又は部分計算とは、例えば、情報処理装置により実行されることにより所望の計算結果を出力するアプリケーションプログラムである。これに代えて、計算処理又は部分計算とは、サブルーチン、関数、手続、又はメソッドであってもよい。
下階層管理装置40−1〜Mは、計算処理装置30−1〜Nを分類した複数の処理装置グループのそれぞれに対応して設けられ、当該処理装置グループにおける各計算処理装置の電力消費指標情報を管理する。例えば、下階層管理装置40−1は、計算処理装置30−1及び計算処理装置30−2等を分類した処理装置グループ35−1に対応して設けられ、処理装置グループ35−1における各計算処理装置の電力消費指標情報を管理している。また、下階層管理装置40−1〜Mは、対応する処理装置グループにおいて消費される電力量が所定の基準量を超えた場合に、管理する計算処理装置のそれぞれにその旨を通知する。
また、上階層管理装置50−1〜Lは、下階層管理装置40−1〜Mを分類した複数の管理装置グループのそれぞれに対応して設けられ、当該管理装置グループにおける各下階層管理装置が管理する電力消費指標情報の最大値及び最小値の間の値である電力処理総合情報を管理する。例えば、上階層管理装置50−1は、下階層管理装置40−1及び下階層管理装置40−2等を分類した管理装置グループ45−1に対応して設けられ、下階層管理装置40−1が管理する電力消費指標情報の最大値及び最小値の間の値と、下階層管理装置40−2が管理する電力消費指標情報の最大値及び最小値の間の値とを、電力処理総合情報として管理している。
一例として、上階層管理装置50−1は、下階層管理装置40−1及び下階層管理装置40−2のそれぞれに対応付けて、電力処理総合情報として当該下階層管理装置が管理する電力処理指標情報の平均値を管理してもよい。これに代えて、上階層管理装置50−1は、電力処理総合情報として、電力処理指標情報の分散値又は標準偏差を管理してもよいし、度数分布等の統計情報を管理してもよい。
図2は、計算要求装置20のブロック図を示す。計算要求装置20は、電力処理指標情報取得手段200と、安定性情報取得手段205と、計算機環境データベース210と、部分計算要求手段215と、要求履歴情報格納手段220と、消費電力指標情報生成手段225と、消費電力指標情報格納手段230と、計算内容解析手段240と、条件情報取得手段250と、地域情報取得手段260と、電力料金情報生成手段270と、選択手段275と、処理結果出力手段280とを有する。
電力処理指標情報取得手段200は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を、上階層管理装置50−1〜Lを介して下階層管理装置40−1〜Mから取得し、計算機環境データベース210に格納する。更に、電力処理指標情報取得手段200は、計算処理装置30−1〜Nの何れかについての電力処理指標を処理結果出力手段280から受け取った場合に、当該電力処理指標により計算機環境データベース210中の情報を更新する。また、電力処理指標情報取得手段200は、電力処理総合情報を上階層管理装置50−1〜Lから取得して計算機環境データベース210に格納する。
安定性情報取得手段205は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて、当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を取得し、計算機環境データベース210に格納する。例えば、安定性情報取得手段205は、各計算処理装置が予め定められた複数の地域の何れに設けられているかを示す地域情報を、地域情報取得手段260から受け取り、当該地域情報に供給される電気の安定性を示す情報を安定性情報として上階層管理装置50−1〜Nから受け取り、計算機環境データベース210に格納する。
これに代えて、電力処理指標情報取得手段200及び安定性情報取得手段205は、下位階層管理装置及び上位階層管理装置を介することなく計算処理装置30−1〜Nのそれぞれから電力処理指標情報及び安定性情報のそれぞれを取得してもよい。
要求履歴情報格納手段220は、当該計算要求装置20が既に行わせた計算処理の種類に、当該計算処理を行った計算処理装置の組を識別する情報を対応付けた情報を格納する。例えば、計算処理の種類とは、当該計算処理により行われる計算の性質を示す情報であり、一例として、当該計算処理が実行された場合に呼び出されるオペレーティングシステムのAPIにより定められる。
部分計算要求手段215は、実行するべき計算処理700を利用者から取得すると、計算処理700の種類に基づいて、計算処理700の当該種類に対応付けられた計算処理装置の組を識別する情報を、要求履歴情報格納手段220から検索する。検索できた場合に、部分計算要求手段215は、検索した当該計算処理装置の組に計算処理700を行わせる。検索できなかった場合に、部分計算要求手段215は、その旨を消費電力指標情報生成手段225に送る。
そして、部分計算要求手段215は、複数の部分計算のそれぞれを、選択手段275により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に実行させるべく、当該計算処理装置に送信する。これに代えて、部分計算要求手段215は、複数の部分計算のそれぞれを、下階層管理装置40−1〜M及び上階層管理装置50−1〜Lを介して計算処理装置のそれぞれに送信してもよい。
更に、部分計算要求手段215は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算を実行させる計算処理装置を識別する情報を、処理結果出力手段280に送る。また、部分計算要求手段215は、複数の部分計算により構成される計算処理の種類を、複数の部分計算を実行する計算処理装置の組に対応付けて要求履歴情報格納手段220に格納する。
消費電力指標情報格納手段230は、部分計算の種類を、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報に対応付けて格納する。
部分計算要求手段215が計算処理装置の組を識別する情報を要求履歴情報格納手段220から検索できなかった場合に、消費電力指標情報生成手段225は、利用者から取得した計算処理700を複数の部分計算に分割する。複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の種類が消費電力指標情報格納手段230に格納されている場合において、消費電力指標情報生成手段225は、当該部分計算の種類に対応付けられた消費電力指標情報を消費電力指標情報格納手段230から選択する。
一方、当該部分計算の種類が消費電力指標情報格納手段230に格納されていない場合において、消費電力指標情報生成手段225は、当該部分計算を計算内容解析手段240に送る。そして、消費電力指標情報生成手段225は、計算内容解析手段240から受け取った解析結果に基づいて消費電力指標情報を生成し、選択手段275に送る。また、消費電力指標情報生成手段225は、当該部分計算の種類を、生成した消費電力指標に対応付けて消費電力指標情報格納手段230に格納する。
計算内容解析手段240は、消費電力指標情報生成手段225から受け取った部分計算について、当該部分計算の処理内容を解析し、消費電力指標情報生成手段225に返送する。また、計算内容解析手段240は、当該部分計算が計算処理のクリティカルパスに含まれるか否かを解析したクリティカルパス情報を生成し、選択手段275に送る。ここで、クリティカルパスとは、複数の部分計算のうち、互いに実行順序が定まっており並列に実行不能な部分計算の組のうち、計算の所要時間が最も長い部分計算の組をいう。
条件情報取得手段250は、計算処理装置30−1〜Nが複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき電力量条件情報と、計算処理装置30−1〜Nが複数の部分計算を実行する場合に供給を受ける電気の安定性の条件を示す安定性条件情報とを利用者から取得し、選択手段275に送る。
地域情報取得手段260は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を、上階層管理装置50−1〜Nから取得し、安定性情報取得手段205、電力料金情報生成手段270、及び選択手段275に送る。
電力料金情報生成手段270は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて、当該計算処理装置の消費電力当たりの電力料金を示す電力料金情報を、地域情報取得手段260から受け取った地域情報に基づいて生成し、選択手段275に送る。
選択手段275は、複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、計算処理装置30−1〜Nのうち当該部分計算を実行する場合に電力量条件情報及び安定性条件情報を満たす計算処理装置を、電力処理指標情報、安定性情報、消費電力指標情報、クリティカルパス情報、地域情報、及び電力料金情報に基づいて選択し、選択結果を部分計算要求手段215に送る。
より具体的には、選択手段275は、下階層管理装置40−1〜M及び上階層管理装置50−1〜Lが管理する電力処理指標情報及び電力処理総合情報を用いて、以下の手順により計算処理装置を選択してもよい。まず、選択手段275は、管理する電力処理総合情報の何れかが電力量条件情報及び安定性条件情報を満たす上階層管理装置、例えば、上階層管理装置50−1を選択する。そして、選択手段275は、上階層管理装置50−1により管理される下階層管理装置のうち、管理する電力処理指標情報の何れかが電力量条件情報及び安定性条件情報を満たす下階層管理装置、例えば、下階層管理装置40−1を選択する。更に、選択手段275は、下階層管理装置40−1により管理される計算処理装置のうち、電力量条件情報及び安定性条件情報を満たす計算処理装置、例えば、計算処理装置30−1を選択する。
これにより、計算処理装置30−1〜Nが膨大な数である場合であっても、適切な計算処理装置を効率的に検索することができる。
処理結果出力手段280は、複数の部分計算を実行する計算処理装置を識別する情報を部分計算要求手段215から受け取る。そして、処理結果出力手段280は、これらの計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、計算処理700の結果として利用者に出力する。これに加えて、処理結果出力手段280は、受け取った部分計算の結果の組を用いて更に計算をした結果を計算処理700の結果として出力してもよい。
また、処理結果出力手段280は、各部分計算が処理された場合に実際に消費された電力量を示す電力実消費量情報を、当該部分計算を実行した計算処理装置を識別する情報に対応付けて計算処理装置30−1〜Nから取得し、電力処理指標情報取得手段200に送る。これに加えて、処理結果出力手段280は、計算処理装置を識別する情報に対応付けて電力実消費量情報を利用者に対して出力してもよい。この場合、利用者は、例えば所定の地域で使用される総電力量を知ることができる。これにより、利用者は電気事業者との契約内容が、現状の総電力量と比較して適切か否かを判断し、必要に応じて契約変更することができる。
図3は、計算処理装置30−1のブロック図を示す。計算処理装置30−1は、部分計算処理手段300と、処理結果送信手段310と、実消費量送信手段320と、部分計算再割当手段330とを有する。なお、計算処理装置30−2〜Nのそれぞれは、計算処理装置30−1と略同一の構成を取るので、相違する点についてのみ説明する。
部分計算処理手段300は、計算要求装置20から要求された部分計算を処理し、処理結果を処理結果送信手段310に送る。これを受けて、処理結果送信手段310は、部分計算の処理結果を計算要求装置20に送信する。また、実消費量送信手段320は、部分計算処理手段300が部分計算を処理した場合に消費した電力量を示す電力実消費量情報を、部分計算処理手段300の処理内容を解析することにより生成し、当該部分計算を識別する情報に対応付けて計算要求装置20に送信する。
電力実消費量情報を生成する処理の一例を以下に示す。まず、実消費量送信手段320は、電力消費量測定用の所定のプログラムにより、当該部分計算が実行された期間における計算処理装置30−1の電力消費量を測定する。そして、実消費量送信手段320は、オペレーティングシステムの統計情報を参照することにより、計算処理装置30−1全体の処理によりCPUが使用された時間に対する当該部分計算によりCPUが使用された時間の割合を特定する。これにより、実消費量送信手段320は、部分計算により使用された電力消費量を概算し、電力実消費量情報として生成することができる。
また、電力消費量についての上記測定方法は一例であり、他の方法を用いてもよい。例えば、実消費量送信手段320は、オペレーティングシステムにおいて定められたAPIを用いて電力実消費量情報を生成してもよいし、BIOSにおいて定められたシステムコールを用いて電力実消費量情報を生成してもよい。更に、計算処理装置30−2〜Nのそれぞれは、計算処理装置30−1とは異なる方法により電力実消費量情報を生成してもよい。
部分計算再割当手段330は、下階層管理装置40−1からの通知を受けて、計算処理装置30−1が設けられた地域の総消費電力が、当該地域における最大供給可能電力のうち予め定められた基準割合に達したか否かを判断する。部分計算再割当手段330は、当該地域の総消費電力が基準割合に達したと判断した場合に、部分計算処理手段300に部分計算の処理を中止させ、部分計算処理手段300において処理する部分計算を部分計算処理手段300から取得する。そして、部分計算再割当手段330は、当該部分計算を、当該地域とは異なる地域に設けられた他の計算処理装置、例えば、計算処理装置30−Nにおいて実行させるべく、下階層管理装置40−1に送信する。これを受けて、下階層管理装置40−1は、上階層管理装置50−1及び下階層管理装置40−2を介して、計算処理装置30−Nに部分計算を送信する。
以上、図1から図3において示したように、分散コンピューティングシステム10は、所定の計算処理を構成する複数の部分計算のそれぞれを実行する計算処理装置のそれぞれを、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報及び当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を満たすように選択する。これにより、消費電力量の条件を満たすと共に、計算処理を高速かつ高効率に実行することができる。
図4は、分散コンピューティングシステム10が計算処理を実行する動作フローを示す。電力処理指標情報取得手段200は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて電力処理指標情報を取得する(S400)。例えば、電力処理指標情報取得手段200は、各計算処理装置の電力処理指標情報として、当該計算処理装置のCPU、ハードディスクドライブ、及び入出力装置の少なくとも一について、所定の処理量あたりの消費電力を示す性能情報を取得する。
具体的には、電力処理指標情報取得手段200は、性能情報としてCPUの熱設計消費電力(TDP:Thermal Design Power)及びCPUの種類を示す情報を取得してもよい。これにより、計算要求装置20は、電力処理指標情報として、CPU1クロック当たりの消費電力を見積もることができる。
例えば、インテルコーポレーションのPentium(登録商標)4プロセッサ(Northwood)において、動作周波数の互いに異なる複数の種類のプロセッサは、互いに異なるTDPを有している。一例として、3.0Ghz動作のプロセッサにおいて、TDPは81.9Wであり、2.4Ghz動作のプロセッサにおいて、TDPは57.8Wである。従って、3.0Ghz動作のプロセッサにおいて、1Ghz当たりの消費電力は27.3Wであり、2.4Ghz動作のプロセッサにおいて、1Ghz当たりの消費電力は24.1Wである。このように、電力処理指標情報取得手段200が、電力処理指標情報として、CPUのTDP及び種類の組を取得することにより、計算要求装置20は、1クロック当たりの消費電力を見積もることができる。
また、電力処理指標情報取得手段200は、電力処理指標情報として、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれが所定量の計算を行った場合における、当該計算処理装置の消費電力及び当該計算処理装置が接続されたネットワーク機器の消費電力の合計を取得してもよい。即ち、電力処理指標情報とは、計算処理装置のみの消費電力に限定されず、計算要求装置20から要求された計算を計算処理装置が行い計算結果を送信する一連の処理における消費電力である。
安定性情報取得手段205は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて安定性情報を取得する(S410)。例えば、安定性情報取得手段205は、単位時間の瞬断発生平均回数に、平均瞬断時間を乗じた値を、安定性情報として上階層管理装置50−1〜Nから取得する。また、安定性情報取得手段205は、地域情報取得手段260から取得した地域情報に基づいて、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれが設けられている地域における電力の安定性を示す情報を安定性情報として取得してもよい。
更に、安定性情報取得手段205は、各計算処理装置における安定性情報として、当該計算処理装置が電池又は発電機による無停電電源装置により管理されているか否かを示す情報を取得してもよい。この場合、選択手段275は、無停電電源装置により管理されている計算処理装置を、無停電電源装置により管理されていない計算処理装置と比較して電力の安定性が高い計算処理装置であると判断することができる。
部分計算要求手段215は、実行するべき計算処理700を利用者から取得すると(S420)、計算処理700の種類に基づいて、計算処理700の当該種類に対応付けられた計算処理装置の組を識別する情報を、要求履歴情報格納手段220から検索する(S430)。
検索できた場合、即ち、計算処理700の種類が、計算要求装置20により既に処理したことのある種類である場合に(S440:YES)、部分計算要求手段215は、検索した当該計算処理装置の組に計算処理700を行わせ(S450)、処理を終了する。これにより、計算要求装置20は、同一の種類の計算処理を繰り返し行う場合に、部分計算を実行させるべき計算処理装置を選択する処理を省いて効率的に動作することができる。例えば、パラメータの一部のみが互いに異なる複数の計算処理を繰り返す場合、一例として、モンテカルロシュミレーションを行う場合において、効率的である。
検索できなかった場合、即ち、計算処理700の種類が、計算要求装置20により未だ処理したことのない種類である場合に(S440:NO)、消費電力指標情報生成手段225は、計算処理700を複数の部分計算に分割する(S460)。続いて、計算要求装置20は、複数の部分計算のそれぞれについて、以下の処理を実行する(S470)。
消費電力指標情報生成手段225は、当該部分計算の種類が消費電力指標情報格納手段230に格納されている場合に(S480:YES)、当該部分計算の種類に対応付けられて格納されている消費電力指標情報を消費電力指標情報格納手段230から取得する(S490)。一方、消費電力指標情報生成手段225は、当該部分計算の種類が消費電力指標情報格納手段230に格納されていない場合に(S480:NO)、消費電力指標情報を生成する(S485)。詳細については後述する。
計算要求装置20は、以上の処理を複数の部分計算のそれぞれについて実行する(S495)。
図5は、分散コンピューティングシステム10における図4に続く動作フローを示す。条件情報取得手段250は、計算処理装置30−1〜Nが複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき電力量条件情報と、計算処理装置30−1〜Nが複数の部分計算を実行する場合に供給を受ける電気の安定性の条件を示す安定性条件情報とを利用者から取得する(S500)。
例えば、条件情報取得手段250は、電力量条件情報として、所定の地域に設けられた複数の計算処理装置における単位時間当たりに消費する電力の上限を定める電力上限値を取得する。これに代えて、条件情報取得手段250は、電力量条件情報として、計算処理を開始してから終了するまでに消費される総消費電力の上限値を取得してもよい。また、条件情報取得手段250は、計算処理のクリティカルパスの実行時間が所定時間以内となる条件の下、消費電力を所定量以下とする電力量条件情報を取得してもよいし、電気料金を所定以下とする電力量条件情報を取得してもよい。
地域情報取得手段260は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を取得する(S510)。例えば、地域情報取得手段260は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれにおける地域情報として、当該計算処理装置が設けられている国家を示す情報、当該計算処理装置に電力を供給する電力会社を示す情報、当該計算処理装置が所属するネットワークのドメインを示す情報、当該計算処理装置が設けられる建造物を示す情報、若しくは当該計算処理装置が設けられるフロア又は部屋を示す情報を取得してもよい。
電力料金情報生成手段270は、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれについて、当該計算処理装置に消費電力当たりの電力料金を示す電力料金情報を、地域情報に基づいて生成する(S520)。例えば、電力料金情報生成手段270は、計算処理が行われる時間帯及び地域情報により定まる地域のタイムゾーンに基づいて、計算処理が行われる時間帯が当該地域において昼間及び夜間の何れであるかを特定し、計算処理装置30−1〜Nのそれぞれに対応付けて電気料金情報を生成する。より具体的には、電力料金情報生成手段270は、NTPサーバから取得した現在時刻を、計算処理が行われる時間帯として取得してもよい。また、電力料金情報生成手段270は、国家又は地域毎に対応付けて時差を記録したデータベースに基づいて、地域情報により定まる地域のタイムゾーンを定めてもよい。
選択手段275は、複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、計算処理装置30−1〜Nのうち当該部分計算を実行する場合に電力量条件情報及び安定性条件情報を満たす計算処理装置を、電力処理指標情報、安定性情報、消費電力指標情報、地域情報、及び電力料金情報に基づいて選択する(S525)。選択方法の例を以下に示す。
条件情報取得手段250が、電力量条件情報として所定の地域に設けられた複数の計算処理装置における電力上限値を取得した場合において、選択手段275は、当該所定の地域における複数の計算処理装置が複数の部分計算を処理することにより単位時間当たりに消費する電力が、条件情報取得手段250が取得した電力上限値(例えば、ワット数で指定される値)以下である場合に、複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、当該所定の地域における複数の計算処理装置を選択してもよい。
この場合、好ましくは、条件情報取得手段250は、電力上限値に代えて、当該電力上限値から所定量減じた値を、当該所定の地域において消費可能な電力量とする。即ち、選択手段275は、単位時間当たりに消費する電力が、電力上限値から所定量減じた値以下である場合に、当該所定の地域における複数の計算処理装置を選択することが好ましい。これにより、電力処理指標情報又は消費電力指標情報が、実際の消費電力と比較した誤差を有している場合であっても、実際の消費電力が電力上限値を上回ることを防ぐことができる。
他の例として、選択手段275は、複数の部分計算のそれぞれを実行させる計算処理装置として、計算処理装置が設けられる地域において部分計算要求手段215が部分計算を要求する時刻が夜間である計算処理装置を、当該時刻が昼間である計算処理装置より優先して選択する。これにより、夜間に余剰する電力を有効に利用できると共に、分散コンピューティングシステム10全体における電気料金を節約することができる。ここで、夜間とは、電力を供給する事業者により定められた、夜間用電気料金が適用される時間帯をいう。また、昼間とは、昼間用電気料金が適用される時間帯をいう。また、夜間と昼間による区別は一例であり、選択手段275は、所定の地域における電力消費量がより少ない時間帯である計算処理装置を、電力消費量がより多い時間帯である計算処理装置より優先して選択すればよい。
更に他の例として、選択手段275は、電力量条件情報及び安定性条件情報を満たす計算処理装置のうち、クリティカルパスに含まれない部分計算に対応付けて選択する計算処理装置と比較して、電力処理指標情報の示す消費電力量がより大きくかつ処理速度がより速い計算処理装置を、計算処理のクリティカルパスに含まれる部分計算に対応付けて選択する。これにより、クリティカルパス内の計算については、消費電力が大きい場合であっても迅速に処理することができるので、電力量条件情報及び安定性条件情報を満たしつつ処理を高速化することができる。
また、選択手段275は、計算処理装置のクリティカルパスに含まれる部分計算に対応付けて、当該クリティカルパスに含まれない部分計算に対応付けて選択する計算処理装置と比較して、安定性情報の示す安定性がより大きい計算処理装置を選択する。これにより、電力の瞬断等に起因する計算の中断又は再計算により、計算処理の完了が遅延することを防ぐことができる。
続いて、部分計算要求手段215は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の実行を開始させる指示を、選択手段275により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に送信する(S530)。例えば、部分計算要求手段215は、当該部分計算を、当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置30−1に送信する。これに代えて、部分計算要求手段215は、選択手段275により選択された上階層管理装置、例えば、上階層管理装置50−1に、当該部分計算を送信してもよい。この場合、上階層管理装置50−1は、当該部分計算を、当該部分計算を実行させる計算処理装置を管理する下階層管理装置40−1に転送する。更に、下階層管理装置40−1は、当該部分計算を、選択された計算処理装置に転送する。即ち、部分計算要求手段215は、上階層管理装置及び下階層管理装置を介して部分計算を計算処理装置に送信してもよい。
ここで、複数の部分計算を処理させる計算処理装置として、同一の地域における複数の計算処理装置が選択された場合、好ましくは、部分計算要求手段215は、同一の地域における一の計算処理装置に部分計算を開始させる時刻及び当該地域における他の計算処理装置に部分計算を開始させる時間を異ならせるべく、複数の部分計算のそれぞれを実行開始させるタイミングを調節する。これにより、計算開始時に計算開始後と比較して消費電力が高くなる場合、例えば、計算開始時にハードディスクドライブ等を駆動する場合であっても、同一の地域における瞬間最大消費電力を低減することができる。
更に好ましくは、部分計算要求手段215は、より長い処理時間を要する部分計算を、より短い処理時間を要する部分計算より早く開始させる。これにより、計算開始から複数の部分計算のそれぞれが終了するまでの所要時間を短縮することができる。
続いて、部分計算要求手段215は、複数の部分計算により構成される計算処理の種類を、複数の部分計算を実行させる計算処理装置の組に対応付けて要求履歴情報格納手段220に格納する(S533)。
部分計算処理手段300は、部分計算の実行を開始する指示を受信すると(S535:YES)、部分計算を実行する(S540)。部分計算再割当手段330は、計算処理装置30−1が設けられた地域の総消費電力が、当該地域における最大供給可能電力のうち予め定められた基準割合に達したか否かを判断する(S545)。
部分計算再割当手段330は、当該地域の総消費電力が基準割合に達したと判断した場合に(S545:YES)、部分計算処理手段300に部分計算の処理を中止させ、部分計算処理手段300において処理する部分計算を部分計算処理手段300から取得して他の計算処理装置に送信する(S550)。これにより、計算処理装置30−1は、計算要求装置20の処理に関わらず自律的に、所定の地域における電力消費の集中を防止することができる。
当該地域の総消費電力が基準割合に達していないと判断した場合に(S545:NO)、部分計算が終了したか否かを判断する(S555)。部分計算が終了していない場合(S555:NO)、計算処理装置30−1は、S540に処理を戻して部分計算の処理を継続する。
一方、部分計算が終了した場合に(S555:YES)、処理結果送信手段310は、部分計算の処理結果を計算要求装置20に送信する(S560)。また、実消費量送信手段320は、部分計算処理手段300が部分計算を処理した場合に消費した電力量を示す電力実消費量情報を、部分計算処理手段300の処理内容を解析することにより生成し、当該部分計算を識別する情報に対応付けて計算要求装置20に送信する(S575)。
処理結果出力手段280は、計算処理装置30−1〜Nから複数の部分計算のそれぞれについて処理結果を受け取った場合に(S565:YES)、受け取った部分計算の結果の組を、計算処理700の結果として利用者に出力する(S570)。また、電力処理指標情報取得手段200は、各部分計算が処理された場合に実際に消費された電力量を示す電力実消費量情報を、当該部分計算を実行した計算処理装置を識別する情報に対応付けて、処理結果出力手段280を介して計算処理装置30−1〜Nから取得する(S580)。そして、電力処理指標情報取得手段200は、受け取った電力実消費量を電力処理指標情報として計算機環境データベース210に格納する(S590)。
図6は、S485における動作フローの詳細を示す。計算内容解析手段240は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算に含まれるインストラクション数を解析する(S600)。例えば、計算内容解析手段240は、インストラクション数として、部分計算における実行されることが予測される実行パスにおける実行ステップ数を解析してもよいし、部分計算全体のインストラクション数を解析してもよい。また、計算内容解析手段240は、ループ処理における誘導変数を用いてインストラクション数を解析してもよい。
また、計算内容解析手段240は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の処理において入出力装置がアクセスされるアクセス回数を解析する(S610)。例えば、計算内容解析手段240は、入出力装置のアクセスに用いられるAPIの呼び出し回数に基づいて、アクセス回数を解析してもよい。
更に、計算内容解析手段240は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の処理において入出力装置が転送する転送データのサイズを解析する(S620)。例えば、計算内容解析手段240は、入出力装置のアクセスに用いられるAPIの引数の値に基づいて、転送データのサイズを解析してもよい。
また、計算内容解析手段240は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が、計算処理におけるクリティカルパスに含まれるか否かを解析する(S630)。また、計算内容解析手段240は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算と同一の種類の処理であって、当該部分計算より処理時間が短い他の処理である、ベンチマークプログラムを実行する(S640)。
続いて、消費電力指標情報生成手段225は、解析結果に基づいて、以下の処理により消費電力指標情報を生成する(S650)。例えば、消費電力指標情報生成手段225は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較してインストラクション数が多い場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する。
また、消費電力指標情報生成手段225は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部部計算が他の部分計算と比較してアクセス回数が多い場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力が大きい旨を示す消費電力指標を生成する。また、消費電力指標情報生成手段225は、複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較して転送データのサイズが大きい場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力が大きい旨を示す消費電力指標を生成する。
例えば、消費電力指標情報生成手段225は、複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要するCPUの演算量、ハードディスクドライブへのアクセス量、及び入出力装置の使用量の少なくとも一を示す処理内容情報を、消費電力指標情報として生成してもよい。また、消費電力指標情報生成手段225は、ベンチマークプログラムを実行した結果消費した電力量に基づいて、消費電力指標情報を生成してもよい。
続いて、消費電力指標情報生成手段225は、当該部分計算の種類を、生成した消費電力指標に対応付けて消費電力指標情報格納手段230に格納する(S660)。
図7は、計算処理700の詳細を示す。計算処理700は、それぞれが部分計算の一例であるアプリケーション1、アプリケーション2、アプリケーション3、アプリケーション4、アプリケーション5、アプリケーション6、及びアプリケーション7を含む。本図における実線矢印は、アプリケーション間の呼び出し関係を示し、例えば、アプリケーション1に処理中に、アプリケーション2から4が順次呼び出されて実行される。また、消費電力指標情報生成手段225は、アプリケーション1から7のそれぞれに対応付けて、消費電力指標情報A1からA7のそれぞれを生成する。
更に、アプリケーションのそれぞれは、それぞれが部分計算の一例であるジョブを複数含む。例えば、アプリケーション4は、ジョブ1、ジョブ2、ジョブ3、ジョブ4、ジョブ5、及びジョブ6を含む。アプリケーションの場合と同様、ジョブ1に処理中に、ジョブ2及びジョブ3が順次呼び出されて実行される。また、消費電力指標情報生成手段225は、ジョブ1から6のそれぞれに対応付けて、消費電力指標情報J1からJ6のそれぞれを生成する。
このように、計算処理700は、呼び出されて実行される単位毎に複数の部分計算に分類されており、計算要求装置20は、これらの部分計算のそれぞれを計算処理装置30−1〜Nの何れかにおいて実行させる。例えば、アプリケーション2、アプリケーション3、及びアプリケーション4間に実行の順序関係が定まっていない場合においては、計算要求装置20は、アプリケーション2、アプリケーション3、及びアプリケーション4のそれぞれを、互いに異なる3つの計算処理装置により並行に実行させることにより、処理を高速化することができる。
図8は、計算要求装置20のハードウェア構成の一例を示す。計算要求装置20は、ホストコントローラ1082により相互に接続されるCPU1000、RAM1020、グラフィックコントローラ1075、及び表示装置1080を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ1084によりホストコントローラ1082に接続される通信インターフェイス1030、ハードディスクドライブ1040、及びCD−ROMドライブ1060を有する入出力部と、入出力コントローラ1084に接続されるROM1010、フレキシブルディスクドライブ1050、及び入出力チップ1070を有するレガシー入出力部とを備える。
ホストコントローラ1082は、RAM1020と、高い転送レートでRAM1020をアクセスするCPU1000及びグラフィックコントローラ1075とを接続する。CPU1000は、ROM1010及びRAM1020に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィックコントローラ1075は、CPU1000等がRAM1020内に設けたフレームバッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置1080上に表示させる。これに代えて、グラフィックコントローラ1075は、CPU1000等が生成する画像データを格納するフレームバッファを、内部に含んでもよい。
入出力コントローラ1084は、ホストコントローラ1082と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス1030、ハードディスクドライブ1040、及びCD−ROMドライブ1060を接続する。通信インターフェイス1030は、ファイバチャネル等のネットワークを介して外部の装置と通信する。ハードディスクドライブ1040は、計算要求装置20が使用するプログラム及びデータを格納する。CD−ROMドライブ1060は、CD−ROM1095からプログラム又はデータを読み取り、RAM1020を介して入出力チップ1070に提供する。
また、入出力コントローラ1084には、ROM1010と、フレキシブルディスクドライブ1050や入出力チップ1070等の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM1010は、計算要求装置20の起動時にCPU1000が実行するブートプログラムや、計算要求装置20のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスクドライブ1050は、フレキシブルディスク1090からプログラム又はデータを読み取り、RAM1020を介して入出力チップ1070に提供する。入出力チップ1070は、フレキシブルディスク1090や、例えばパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
計算要求装置20に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク1090、CD−ROM1095、又はICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、入出力チップ1070及び/又は入出力コントローラ1084を介して、記録媒体から読み出され計算要求装置20にインストールされて実行される。
計算要求装置20にインストールされて実行されるプログラムは、電力処理指標情報取得モジュールと、安定性情報取得モジュールと、部分計算要求モジュールと、消費電力指標情報生成モジュールと、計算内容解析モジュールと、条件情報取得モジュールと、地域情報取得モジュールと、電力料金情報生成モジュールと、選択モジュールと、処理結果出力モジュールとを含む。各モジュールが計算要求装置20に働きかけて行わせる動作は、図1から図7において説明した計算要求装置20における、対応する部材の動作と同一であるから、説明を省略する。
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク1090、CD−ROM1095の他に、DVDやPD等の光学記録媒体、MD等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムを計算要求装置20に提供してもよい。
以上、本実施例から明らかなように、分散コンピューティングシステム10は、膨大な時間を要する計算処理を複数の部分計算に分割し、当該複数の部分計算を計算処理装置30−1〜Nを用いて並行に処理する。これにより、計算処理を高速に行うことができる。また、分散コンピューティングシステム10は、部分計算の処理内容を解析することにより、部分計算に要する電力又は部分計算の重要性等の情報を生成する。更に、分散コンピューティングシステム10は、各計算処理装置において計算量当たりに消費する電力の情報を取得する。これらの情報に基づいて、分散コンピューティングシステム10は、部分計算を実行するべき計算処理装置を選択する。これにより、これにより、利用者から取得する条件に応じて、電力消費量を削減し、夜間電力を有効利用し、電気料金を削減し、又は計算処理の安定性を確保することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
以上に示した実施例によると、以下の各項目に示す分散コンピューティングシステム、制御方法、プログラム、及び記録媒体が実現される。
(項目1) 予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行する複数の計算処理装置と、前記複数の計算処理装置に部分計算を要求する計算要求装置とを備える分散コンピューティングシステムであって、前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報を生成する消費電力指標情報生成手段と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を取得する条件情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、前記電力処理指標情報及び前記消費電力指標情報に基づいて選択する選択手段と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段とを有し、前記複数の計算処理装置のそれぞれは、前記計算要求装置から要求された部分計算を処理する部分計算処理手段と、前記部分計算の処理結果を前記計算要求装置に送信する処理結果送信手段とを有する分散コンピューティングシステム。
(項目2) 前記電力処理指標情報取得手段は、各計算処理装置の前記電力処理指標情報として、当該計算処理装置のCPU、ハードディスクドライブ、及び入出力装置の少なくとも一について、所定の処理量当たりの消費電力を示す性能情報を取得し、前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要するCPUの演算量、ハードディスクドライブへのアクセス量、及び入出力装置の使用量の少なくとも一を示す処理内容情報を、前記消費電力指標情報として生成する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目3) 前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を取得する地域情報取得手段と、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、当該計算処理装置の消費電力当たりの電力料金を示す電力料金情報を、前記地域情報に基づいて生成する電力料金情報生成手段とを更に有し、前記選択手段は、前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、更に前記電力料金情報に基づいて選択する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目4) 前記電力料金情報生成手段は、前記計算処理が行われる時間帯及び前記地域情報により定まる地域のタイムゾーンに基づいて、前記複数の計算処理装置のそれぞれに対応付けて前記電気料金情報を生成し、前記選択手段は、前記複数の部分計算のそれぞれを実行させる計算処理装置として、計算処理装置が設けられる地域における前記部分計算要求手段が前記部分計算を要求する時刻が夜間である計算処理装置を、当該時刻が昼間である計算処理装置より優先して選択する項目3記載の分散コンピューティングシステム。
(項目5) 前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を取得する地域情報取得手段を更に有し、前記条件情報取得手段が、前記電力量条件情報として、所定の地域に設けられた複数の計算処理装置における単位時間当たりに消費する電力の上限を定める電力上限値を取得した場合において、前記選択手段は、前記所定の地域における複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を処理することにより単位時間当たりに消費する電力が、前記電力上限値以下である場合に、当該複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記所定の地域における複数の計算処理装置を選択する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目6) 前記複数の部分計算を処理させる計算処理装置として、同一の地域における複数の計算処理装置が選択された場合に、前記部分計算要求手段は、同一の地域における一の計算処理装置に部分計算を開始させる時間及び当該地域における他の計算処理装置に部分計算を開始させる時間を異ならせるべく、前記複数の部分計算のそれぞれを実行開始させるタイミングを調節する項目5記載の分散コンピューティングシステム。
(項目7) 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算に含まれるインストラクション数を解析する計算内容解析手段を更に有し、前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較してインストラクション数が多い場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目8) 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の処理において入出力装置がアクセスされるアクセス回数を解析する計算内容解析手段を更に有し、前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較して前記アクセス回数が多い場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目9) 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の処理において入出力装置が転送する転送データのサイズを解析する計算内容解析手段を更に有し、前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較して前記転送データのサイズが大きい場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目10) 前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算と同一の種類の処理であって、当該部分計算より処理時間が短い他の処理を実行した場合に消費する電力量に基づいて、消費電力指標情報を生成する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目11) 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が前記計算処理におけるクリティカルパスに含まれるか否かを解析する計算内容解析手段を更に有し、前記選択手段は、前記電力量条件情報を満たす計算処理装置のうち、前記クリティカルパスに含まれない部分計算に対応付けて選択する計算処理装置と比較して、前記電力処理指標情報の示す消費電力量がより大きくかつ処理速度がより速い計算処理装置を前記クリティカルパスに含まれる部分計算に対応付けて選択する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目12) 前記計算処理装置は、前記部分計算処理手段が部分計算を処理した場合に消費した電力量を示す電力実消費量情報を、当該部分計算を識別する情報に対応付けて、前記計算要求装置に送信する実消費量送信手段を更に有し、前記電力処理指標情報取得手段は、当該部分計算当たりの当該電力実消費量情報を、前記電力処理指標情報として前記実消費量送信手段から取得する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目13) 前記計算要求装置は、部分計算の種類と、当該部分計算の消費電力指標情報とを対応付けて格納する消費電力指標情報格納手段を更に有し、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の種類が前記消費電力指標情報格納手段に格納されている場合において、前記消費電力指標情報生成手段は、当該部分計算の種類に対応付けられた消費電力指標情報を前記消費電力指標情報格納手段から選択することにより、当該部分計算の消費電力指標情報を生成する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目14) 前記計算要求装置は、当該計算要求装置が既に行わせた計算処理の種類に、当該計算処理を行った計算処理装置の組を識別する情報を対応付けた情報を格納する要求履歴情報格納手段を更に有し、前記部分計算要求手段は、実行するべき計算処理の種類に基づいて、計算処理の当該種類に対応付けられた計算処理装置の組を識別する情報を、前記要求履歴情報格納手段から検索し、検索した当該計算処理装置の組に当該計算処理を行わせる、項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目15) 前記部分計算要求手段は、より長い処理時間を要する部分計算を、より短い処理時間を要する部分計算より早く開始させる項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目16) 前記計算処理装置は、当該計算処理装置が設けられた地域の総消費電力が、当該地域における最大供給可能電力のうち予め定められた割合に達したと判断した場合に、前記部分計算処理手段において処理する部分計算を、当該地域とは異なる地域に設けられた他の計算処理装置において実行させる部分計算再割当手段を更に有する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目17) 前記複数の計算処理装置を分類した複数の処理装置グループのそれぞれに対応して設けられ、当該処理装置グループにおける各計算処理装置の電力処理指標情報を管理する下階層管理装置と、複数の前記下階層管理装置を分類した複数の管理装置グループのそれぞれに対応して設けられ、当該管理装置グループにおける各下階層管理装置が管理する電力処理指標情報の最大値及び最小値の間の値である電力処理総合情報を管理する上階層管理装置とを更に備え、前記電力処理指標情報取得手段は、前記上階層管理装置から前記電力処理総合情報を、前記下階層管理装置から前記電力処理指標情報をそれぞれ取得し、前記選択手段は、管理する電力処理総合情報の何れかが前記電力量条件情報を満たす上階層管理装置を選択し、当該上階層管理装置により管理される下階層管理装置のうち、管理する電力処理指標情報の何れかが前記電力量条件情報を満たす下階層管理装置を選択し、当該下階層管理装置により管理される計算処理装置のうち、前記電力量条件を満たす計算処理装置を選択する項目1記載の分散コンピューティングシステム。
(項目18) 予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行する複数の計算処理装置と、前記複数の計算処理装置に部分計算を要求する計算要求装置とを備える分散コンピューティングシステムであって、前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を取得する安定性情報取得手段と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に供給を受ける電気の安定性の条件を示す安定性条件情報を取得する条件情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記安定性条件情報を満たす計算処理装置を、前記安定性情報に基づいて選択する選択手段と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段とを有し、前記複数の計算処理装置のそれぞれは、前記計算要求装置から要求された部分計算を処理する部分計算処理手段と、前記部分計算の処理結果を前記計算要求装置に送信する処理結果送信手段とを有する分散コンピューティングシステム。
(項目19) 前記安定性情報取得手段は、各計算処理装置における前記安定性情報として、当該計算処理装置が電池又は発電機による無停電電源装置により管理されているか否かを示す情報を取得する項目18記載の分散コンピューティングシステム。
(項目20) 前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を取得する地域情報取得手段を更に有し、前記安定性情報取得手段は、各計算処理装置における前記安定性情報として、当該計算処理装置が設けられた地域に供給される電気の安定性を示す情報を取得する項目18記載の分散コンピューティングシステム。
(項目21) 前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得手段を更に有し、前記条件情報取得手段は、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を更に取得し、前記選択手段は、更に前記電力処理指標情報に基づいて、更に前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を選択する項目18記載の分散コンピューティングシステム。
(項目22) 複数の計算処理装置に、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行させる計算要求装置であって、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報を生成する消費電力指標情報生成手段と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を取得する条件情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、前記電力処理指標情報及び前記消費電力指標情報に基づいて選択する選択手段と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段とを備える計算要求装置。
(項目23) 複数の計算処理装置に、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行させる計算要求装置であって、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を取得する安定性情報取得手段と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に供給を受ける電気の安定性の条件を示す安定性条件情報を取得する条件情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記安定性条件情報を満たす計算処理装置を、前記安定性情報に基づいて選択する選択手段と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段とを備える計算要求装置。
(項目24) 複数の計算処理装置に、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行させる計算要求装置としてコンピュータを動作させる制御方法であって、前記コンピュータにより、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得段階と、前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報を生成する消費電力指標情報生成段階と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を取得する条件情報取得段階と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、前記電力処理指標情報及び前記消費電力指標情報に基づいて選択する選択段階と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択段階において当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求段階と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力段階とを備える制御方法。
(項目25) 複数の計算処理装置に、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行させる計算要求装置として、コンピュータを動作させる制御方法であって、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を取得する安定性情報取得段階と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に供給を受ける電気の安定性の条件を示す安定性条件情報を取得する条件情報取得段階と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記安定性条件情報を満たす計算処理装置を、前記安定性情報に基づいて選択する選択段階と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択段階において当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求段階と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力段階とを備える制御方法。
(項目26) 複数の計算処理装置に、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行させる計算要求装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報を生成する消費電力指標情報生成手段と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を取得する条件情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、前記電力処理指標情報及び前記消費電力指標情報に基づいて選択する選択手段と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段として機能させるプログラム。
(項目27) 複数の計算処理装置に、予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行させる計算要求装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、当該計算処理装置に供給される電力の安定性を示す安定性情報を取得する安定性情報取得手段と、前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に供給を受ける電気の安定性の条件を示す安定性条件情報を取得する条件情報取得手段と、前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記安定性条件情報を満たす計算処理装置を、前記安定性情報に基づいて選択する選択手段と、前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段として機能させるプログラム。
(項目28) 項目26又は項目27記載のプログラムを記録した記録媒体。
図1は、分散コンピューティングシステム10のブロック図を示す。 図2は、計算要求装置20のブロック図を示す。 図3は、計算処理装置30−1のブロック図を示す。 図4は、分散コンピューティングシステム10が計算処理を実行する動作フローを示す。 図5は、分散コンピューティングシステム10における図4に続く動作フローを示す。 図6は、S485における動作フローの詳細を示す。 図7は、計算処理700の詳細を示す。 図8は、計算要求装置20のハードウェア構成の一例を示す。
符号の説明
10 分散コンピューティングシステム
20 計算要求装置
30 計算処理装置
35 処理装置グループ
40 下階層管理装置
45 管理装置グループ
50 上階層管理装置
200 電力処理指標情報取得手段
205 安定性情報取得手段
210 計算機環境データベース
215 部分計算要求手段
220 要求履歴情報格納手段
225 消費電力指標情報生成手段
230 消費電力指標情報格納手段
240 計算内容解析手段
250 条件情報取得手段
260 地域情報取得手段
270 電力料金情報生成手段
275 選択手段
280 処理結果出力手段
300 部分計算処理手段
310 処理結果送信手段
320 実消費量送信手段
330 部分計算再割当手段
700 計算処理

Claims (17)

  1. 予め定められた計算処理を構成する複数の部分計算をそれぞれ実行する複数の計算処理装置と、
    前記複数の計算処理装置に部分計算を要求する計算要求装置と、
    前記複数の計算処理装置を分類した複数の処理装置グループのそれぞれに対応して設けられる下階層管理装置と、
    複数の前記下階層管理装置を分類した複数の管理装置グループのそれぞれに対応して設けられる上階層管理装置と
    を備え
    前記計算要求装置は、
    前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、所定の計算処理量当たりの消費電力を示す電力処理指標情報を取得する電力処理指標情報取得手段と、
    前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要する電力量を示す消費電力指標情報を生成する消費電力指標情報生成手段と、
    前記複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を実行する場合に消費する電力量が満たすべき条件を示す電力量条件情報を取得する条件情報取得手段と、
    前記複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記複数の計算処理装置のうち当該部分計算を実行する場合に前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、前記電力処理指標情報及び前記消費電力指標情報に基づいて選択する選択手段と、
    前記複数の部分計算のそれぞれを、前記選択手段により当該部分計算に対応付けて選択された計算処理装置に行わせる部分計算要求手段と、
    前記複数の計算処理装置から受け取った部分計算の結果の組を、前記計算処理の結果として出力する処理結果出力手段と
    を有し、
    前記複数の計算処理装置のそれぞれは、
    前記計算要求装置から要求された部分計算を処理する部分計算処理手段と、
    前記部分計算の処理結果を前記計算要求装置に送信する処理結果送信手段と
    対応する前記処理装置グループの総消費電力が当該処理装置グループにおける最大供給可能電力のうち予め定められた基準割合に達したと判断した場合に、前記部分計算を前記下階層管理装置及び前記上階層管理装置を介して当該計算処理装置が設けられた地域とは異なる地域に設けられた他の前記計算処理装置に送信する部分計算再割当手段と
    を有する分散コンピューティングシステム。
  2. 前記下階層管理装置は、対応する前記処理装置グループにおいて消費される電力量が所定の基準値を超えた場合に、管理する前記計算処理装置のそれぞれにその旨を通知し、
    前記部分計算再割当手段は、前記下階層管理装置からの通知を受けて、対応する前記処理装置グループの総消費電力が当該処理装置グループにおける最大供給可能電力のうち予め定められた基準割合に達したと判断した場合に、前記部分計算を前記下階層管理装置及び前記上階層管理装置を介して当該計算処理装置が設けられた地域とは異なる地域に設けられた他の前記計算処理装置に送信する
    請求項1に記載の分散コンピューティングシステム。
  3. 前記下階層管理装置は、前記処理装置グループにおける各計算処理装置の電力処理指標情報を管理し、
    前記上階層管理装置は、前記管理装置グループにおける各下階層管理装置が管理する電力指標情報の最大値及び最小値の値である電力処理総合情報を管理し、
    前記電力処理指標情報取得手段は、前記上階層管理装置から前記電力処理総合情報を、前記下階層管理装置から前記電力処理指標情報をそれぞれ取得し、
    前記選択手段は、管理する電力処理総合情報の何れかが前記電力量条件情報を満たす上階層管理装置を選択し、当該上階層管理装置により管理される下階層管理装置のうち、管理する電力処理指標情報の何れかが前記電力量条件情報を満たす下階層管理装置を選択し、当該下階層管理装置により管理される計算処理装置のうち、前記電力量条件を満たす計算処理装置を選択する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  4. 前記電力処理指標情報取得手段は、各計算処理装置の前記電力処理指標情報として、当該計算処理装置のCPU、ハードディスクドライブ、及び入出力装置の少なくとも一について、所定の処理量当たりの消費電力を示す性能情報を取得し、
    前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、同一の計算処理装置において他の部分計算を処理した場合と比較した当該部分計算の処理に要するCPUの演算量、ハードディスクドライブへのアクセス量、及び入出力装置の使用量の少なくとも一を示す処理内容情報を、前記消費電力指標情報として生成する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  5. 前記計算要求装置は、
    前記複数の計算処理装置のそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を取得する地域情報取得手段と、
    前記複数の計算処理装置のそれぞれについて、当該計算処理装置の消費電力当たりの電力料金を示す電力料金情報を、前記地域情報に基づいて生成する電力料金情報生成手段と
    を更に有し、
    前記選択手段は、前記電力量条件情報を満たす計算処理装置を、更に前記電力料金情報に基づいて選択する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  6. 前記電力料金情報生成手段は、前記計算処理が行われる時間帯及び前記地域情報により定まる地域のタイムゾーンに基づいて、前記複数の計算処理装置のそれぞれに対応付けて前記電気料金情報を生成し、
    前記選択手段は、前記複数の部分計算のそれぞれを実行させる計算処理装置として、計算処理装置が設けられる地域における前記部分計算要求手段が前記部分計算を要求する時刻が夜間である計算処理装置を、当該時刻が昼間である計算処理装置より優先して選択する
    請求項5記載の分散コンピューティングシステム。
  7. 前記計算要求装置は、前記複数の計算処理装置のそれぞれが、予め定められた複数の地域のうち何れに設けられているかを示す地域情報を取得する地域情報取得手段を更に有し、
    前記条件情報取得手段が、前記電力量条件情報として、所定の地域に設けられた複数の計算処理装置における単位時間当たりに消費する電力の上限を定める電力上限値を取得した場合において、
    前記選択手段は、前記所定の地域における複数の計算処理装置が前記複数の部分計算を処理することにより単位時間当たりに消費する電力が、前記電力上限値以下である場合に、当該複数の部分計算のそれぞれに対応付けて、前記所定の地域における複数の計算処理装置を選択する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  8. 前記複数の部分計算を処理させる計算処理装置として、同一の地域における複数の計算処理装置が選択された場合に、前記部分計算要求手段は、同一の地域における一の計算処理装置に部分計算を開始させる時間及び当該地域における他の計算処理装置に部分計算を開始させる時間を異ならせるべく、前記複数の部分計算のそれぞれを実行開始させるタイミングを調節する
    請求項7記載の分散コンピューティングシステム。
  9. 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算に含まれるインストラクション数を解析する計算内容解析手段を更に有し、
    前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較してインストラクション数が多い場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  10. 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の処理において入出力装置がアクセスされるアクセス回数を解析する計算内容解析手段を更に有し、
    前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較して前記アクセス回数が多い場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  11. 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の処理において入出力装置が転送する転送データのサイズを解析する計算内容解析手段を更に有し、
    前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が他の部分計算と比較して前記転送データのサイズが大きい場合に、当該部分計算が他の部分計算と比較して消費電力量が大きい旨を示す消費電力指標情報を生成する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  12. 前記消費電力指標情報生成手段は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算と同一の種類の処理であって、当該部分計算より処理時間が短い他の処理を実行した場合に消費する電力量に基づいて、消費電力指標情報を生成する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  13. 前記計算要求装置は、前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算が前記計算処理におけるクリティカルパスに含まれるか否かを解析する計算内容解析手段を更に有し、
    前記選択手段は、前記電力量条件情報を満たす計算処理装置のうち、前記クリティカルパスに含まれない部分計算に対応付けて選択する計算処理装置と比較して、前記電力処理指標情報の示す消費電力量がより大きくかつ処理速度がより速い計算処理装置を前記クリティカルパスに含まれる部分計算に対応付けて選択する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  14. 前記計算処理装置は、前記部分計算処理手段が部分計算を処理した場合に消費した電力量を示す電力実消費量情報を、当該部分計算を識別する情報に対応付けて、前記計算要求装置に送信する実消費量送信手段を更に有し、
    前記電力処理指標情報取得手段は、当該部分計算当たりの当該電力実消費量情報を、前記電力処理指標情報として前記実消費量送信手段から取得する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  15. 前記計算要求装置は、部分計算の種類と、当該部分計算の消費電力指標情報とを対応付けて格納する消費電力指標情報格納手段を更に有し、
    前記複数の部分計算のそれぞれについて、当該部分計算の種類が前記消費電力指標情報格納手段に格納されている場合において、前記消費電力指標情報生成手段は、当該部分計算の種類に対応付けられた消費電力指標情報を前記消費電力指標情報格納手段から選択することにより、当該部分計算の消費電力指標情報を生成する
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  16. 前記計算要求装置は、当該計算要求装置が既に行わせた計算処理の種類に、当該計算処理を行った計算処理装置の組を識別する情報を対応付けた情報を格納する要求履歴情報格納手段を更に有し、
    前記部分計算要求手段は、実行するべき計算処理の種類に基づいて、計算処理の当該種類に対応付けられた計算処理装置の組を識別する情報を、前記要求履歴情報格納手段から検索し、検索した当該計算処理装置の組に当該計算処理を行わせる、
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
  17. 前記部分計算要求手段は、より長い処理時間を要する部分計算を、より短い処理時間を要する部分計算より早く開始させる
    請求項1記載の分散コンピューティングシステム。
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