説明

集中電力管理方法、装置側エージェント、集中電力管理コントローラ及び集中電源管理システム

【課題】集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラを提供する。
【解決手段】(a)複数の装置を登録することにより、少なくとも複数の装置の各々の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するステップと、(b)各装置から稼働ステータス・データを収集するステップと、(c)稼働ステータス・データを分析することにより、各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップと、(d)各装置ごとに、各装置について決定した現在の電力管理ポリシ及び各装置の前記電力管理能力に従って、各装置の稼働ステータスを制御するステップとを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラに係る。
【背景技術】
【0002】
地球温暖化及びエネルギー不足は、我々が今日直面している最も重要な2つの環境問題である。電力使用量に関して、これらの問題を軽減するために望まれるのは、電気エネルギーを節約し且つ可能な限り電力消費に起因する放熱を減少させることである。
【0003】
しかし、現代企業の環境では、ますます多くのIT装置が使用されるようになり、それらの殆どの電源は、常時投入されている。従って、これらのIT装置でさえ大量の電気エネルギーを消費するであろう。
【0004】
特に、近年では、データ・センタ/アプリケーション・システム(分散コンピューティング環境)の電力使用量が、企業のIT環境が直面する第1のインフラストラクチャ問題である。5年前には、1ラック当たりの平均電力消費は、1kW〜3kWであった。プロセッサ・サイクル、メモリ及びストレージに対する要件が継続的に増大する結果として、各ラックに実装する装置の密度も増加するようになってきた。現在の一般的なラックが、5kW〜7kWの電力を消費するのに対し、高密度ブレード・サーバの各ラックは、24kW〜30kWの電力を消費するのが普通である。電力消費の劇的な増加に起因して、データ・センタ/アプリケーション・システムの消費電力に係るコストが増大し、その結果、このような大量の電力をIT装置に供給し且つ追加の電力を使用してIT装置を冷却することが、データ・センタ/アプリケーション・システムへの大きな負担になる。データ・センタ/アプリケーション・システムのための電力管理が、なぜそれほど重要であるかを理解するのは簡単である。
【0005】
これらのIT装置のうちの幾つかは、殆どのPCに見られるACPI(Advanced Configuration and Power Interface:拡張構成及び電力インタフェース)のような電力管理能力を有する。
【0006】
ACPI標準では、CPU、ディスク、CD−ROM等の、幾つかの種類のITコンポーネント又は装置について、幾つかの種類の電力管理ステータスを定義する。ACPIを使用することにより、ACPI標準に準拠する装置は、ハードウェア又はソフトウェア・レベルで、これらの電力管理ステータスをスイッチすることをサポートできる。
【0007】
しかし、データ・センタ/アプリケーション・システムについては、その幾つかのIT装置がACPIを有し且つこれらのIT装置がネットワークに接続可能であるとしても、ACPIを利用するためには、これらのIT装置を別々に構成し且つ管理しなければならない。
【0008】
この理由の要点は、ACPI標準が、低レベルの装置又はコンポーネント用の複雑な電力管理インタフェースを定義することを主眼としているということである。データ・センタ/アプリケーション・システムについては、その何千もの装置が何百種類もの装置タイプに属することがある。一般に、異なるタイプの装置に含まれる資源及びコンポーネントは、完全に同一ではないし、かかる異なるタイプの装置の資源及びコンポーネントと関係する特定のACPI設定も、完全に同一ではない。従って、これらの異なるタイプのIT装置については、それぞれの構成及び管理を別々に行う必要がある。
【0009】
現状では、データ・センタ/アプリケーション・システム(分散コンピューティング環境)内の消費電力をモニタし且つ管理するための集中式及び自動式電力管理機構は存在しない。
【0010】
理論上、当分野で望まれていることは、ACPIのようなインタフェースを使用して、アプリケーション開発者が、電気エネルギーを節約する目標を達成するためにデータ・センタ/アプリケーション・システムの電力消費を知的に管理可能なアプリケーションを開発できるようにすると同時に、当該アプリケーションの実行中にそれ自体の特定の機能を実装するというものである。しかし、実際上、このことは、大きなデータ・センタ/アプリケーション・システムについては非現実的である。なぜなら、アプリケーション開発者が、データ・センタ/アプリケーション・システム内にある何千もの異なるタイプの装置の電力管理の詳細を完全に理解した上で、アプリケーション開発段階において、アプリケーション稼働中に取られるべき適切な電力管理アクションをこれらの装置用に設定することは殆ど不可能であるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、当分野で要請されている電力管理アプローチは、データ・センタ/アプリケーション・システムの電力消費を集中式に管理することができ、しかもアプリケーション稼働中の集中電力管理設計をアプリケーション開発段階に提示することができるように、アプリケーション開発用の電力管理インタフェースを提供することができるというものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前述の問題を解決するため、本発明の集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラは、複数の装置の電力管理能力を集中式に登録し且つ前記複数の装置の稼働ステータスをモニタすることにより、前記複数の装置の適切な電力管理ポリシをリアル・タイムで決定し、さらに当該ポリシを使用することにより前記複数の装置の稼働ステータスを制御することを通して、電力を節約するという目標を達成するために前記複数の装置の集中電力管理を実装する。
【0013】
本発明の1つの側面に従って、集中電力管理方法、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラが提供される。前記集中電力管理方法は、(a)複数の装置を登録することにより、少なくとも前記各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するステップと、(b)前記各装置から稼働ステータス・データを収集するステップと、(c)前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップと、(d)前記各装置ごとに、前記各装置について決定した前記現在の電力管理ポリシ及び前記各装置の前記電力管理能力に従って、前記各装置の稼働ステータスを制御するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明では、データ・センタ/アプリケーション・システム内の複数の装置は、クライアント、サーバ、スイッチャ、ストレージ、モニタ、空調装置、照明灯等とすることができる。これらの装置は、基本情報と、電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力と、電力に関連する稼働ステータス・データ及び履歴ステータス・データを有する。
【0015】
各装置の基本情報は、装置ID、アドレス、装置記述等を含む。電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力は、各装置内部の電力消費に関連する資源及びコンポーネントと、当該資源及びコンポーネントの他の制御可能なステータスを意味する。異なるタイプの装置については、それぞれの電力管理能力は異なっている。例えば、PCについては、その内部に含まれるCPU、ディスク、メモリ、ファン等の内部資源又はコンポーネントに依存して、当該PCの電力管理能力は、電源のオン/オフ、CPUの制御可能なクロック周波数、ディスクの制御可能な使用量、メモリの制御可能な使用量、ファンのオン/オフ等を含むことがある。照明灯については、その電力管理能力は、電源のオン/オフのみを含むことがある。各装置の電力管理能力は、各装置内のコンポーネントと通信して当該コンポーネントのステータスを取得することができる、ACPI/デバイス・ドライバによって各装置から収集することが好ましい。
【0016】
各装置の電力に関連する稼働ステータス・データ及び履歴ステータス・データは、各装置のタイプ及び各装置の内部にある資源及びコンポーネントに依存する。かかる稼働ステータス・データ及び履歴ステータス・データは、資源の使用量、ロード・ステータス、コンポーネントの温度、CPU速度等を含む。具体的には、前記資源の使用量は、CPU及びメモリの使用率、ディスクI/O、モニタ、CD−ROM、キーボード及びマウスのステータス、ネットワーク・トラフィック等を含むことがある。
【0017】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。
【0018】
先ず、第1の実施形態に従った集中電力管理方法を説明する。
【0019】
図1は、第1の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。図1に示すように、データ・センタ/アプリケーション・システムに関する集中電力管理を行うために、最初に、データ・センタ/アプリケーション・システム内のどの装置について集中電力管理を行う必要があるかを明らかにしなければならない。従って、ステップ105では、データ・センタ/アプリケーション・システム内の装置のうち集中電力管理を行う必要がある装置を登録する。
【0020】
具体的には、登録に際し、これらの装置の各々ごとに、各装置の基本情報に加えて、少なくとも各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録する。各装置の登録は、複数の態様で実装することができる。すなわち、かかる登録は、手動的に実装することができるし、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に応答して各装置の側で能動的に開始することができるし、又は特定の種類のオート・ディスカバリ機構を使用することにより実装することができる。
【0021】
ステップ110では、各装置の電力管理能力に基づき、各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する。
【0022】
複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方は、各装置の電力消費ステータスの管理を実装するように、各装置の稼働ステータスを設定するために使用する。
【0023】
各装置の電力消費は、各装置内の複数の資源及びコンポーネントの稼働ステータスの結果であるから、各装置の電力消費を管理するためには、各装置内の電力消費に関連するこれらの資源及びコンポーネントの稼働ステータスを管理することが必要である。従って、ステップ110では、各装置ごとに、各装置用に事前設定した複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を機能させて各装置の電力消費ステータスを設定するように、複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方をイネーブルする。その結果、各装置内の電力消費に関連する複数の資源及びコンポーネントの稼働ステータスについて、特定の電力消費ステータスに対応する設定が実装される。
【0024】
ステップ110では、各装置ごとに、各装置の登録済みの電力管理能力に基づき、複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する。
【0025】
例えば、PCについては、当該PCが特定の電力消費ステータスに留まるようにするためには、当該PC用に事前設定した複数の電力管理ポリシの各々又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方は、当該PCの電源のオン/オフ、CPUのクロック周波数、ディスク使用量、メモリ使用量、ファンのオン/オフ等のための対応する設定を含まなければならない。
【0026】
また、ステップ110では、各装置用の複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する動作は、電力と関係する履歴データに基づき、実装することが好ましい。この特定のプロセスは、次の通りである。先ず、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から電力に関連する履歴ステータス・データを抽出(mine)する。次に、この履歴ステータス・データを分析することにより、各装置用の電力管理ポリシ設計の最良事例(best practice)を要約する。最後に、当該要約した電力管理ポリシ設計の最良事例に基づき、各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する。さらに、要約した電力管理ポリシ設計の最良事例を使用して、1つ以上の装置用の既存の電力管理ポリシを最適化することができる。
【0027】
ステップ115では、各装置から稼働ステータス・データを収集する。各装置用の継続的な集中電力管理を実装するため、ステップ115では、ACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から稼働ステータス・データを周期的に収集する。
【0028】
各装置から稼働ステータス・データを収集する期間は、非常に短く設定することができる。この期間は、各装置に関する集中電力管理をリアル・タイムで行うために、各装置からの稼働ステータス・データを殆どリアル・タイムで収集するように設定することが好ましい。具体的には、ACPI/デバイス・ドライバを使用して各装置内のコンポーネントと通信することにより、各装置の稼働ステータスを指示する、当該コンポーネントのステータスを取得することができる。
【0029】
この点を説明するため、特定の例を以下に示す。
【0030】
何百もの装置を所有する大きなオフィス環境では、何人かの所員は、当該所員が使用する装置の電源を切らずに、席を離れることがある。この場合、これらの装置の各々は、次の1つ以上のステータスにあることがある。
各装置のキーボード及びマウスが、長い間操作されていない。
モニタが閉じられているか、又は休止ステータスに入っている。
CPU又はメモリの使用率が、低くなる。
【0031】
そのような装置については、ACPI/デバイス・ドライバを使用して当該装置内のCPU、メモリ、ディスクI/O、モニタ、CD−ROM、キーボード及びマウスのようなコンポーネントと通信することにより、当該装置が使用されていないことを指示することがある、前述のステータスに対応する稼働ステータス・データを収集する。かかる稼働ステータス・データの収集は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って稼働ステータス・データを能動的に収集し且つ報告する各装置によって実装することができるし、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って各装置にその稼働ステータス・データを照会することによっても実装することができる。
【0032】
また、ステップ115では、各装置から収集した稼働ステータス・データをフィルタして、不安定なステータスを除去することが好ましい。このようにすると、転送すべきデータのサイズを縮小することができる。
【0033】
ステップ120では、前述の稼働ステータス・データを分析して、各装置が使用中又はアイドルの何れであるかのような、各装置の現在の稼働ステータス及び当該ステータスの期間を決定する。
【0034】
ステップ125では、現在の温度又は現在の時間或いはその両方のような、各装置が置かれている環境の現在の条件、すなわち現在の環境条件をモニタする。
【0035】
ステップ130では、現在の環境条件が、予定のしきい値に達したか否かを決定する。もし、現在の環境条件が予定のしきい値に達していれば、ステップ135で、温度変更イベント又は時間変更イベント或いはそれらの両方のような、対応する環境イベントをトリガする。各環境条件ごとに複数のしきい値が設定される場合は、各しきい値ごとに一の対応する環境イベントを設定する。
【0036】
ステップ140では、各装置用の現在の電力管理ポリシを決定する。
【0037】
1つの実施形態では、ステップ140において、各装置ごとに、ステップ120における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ135においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、ステップ110において各装置用に事前設定した複数の電力管理ポリシから、各装置用の現在の稼働ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適切な一の電力管理ポリシを、各装置用の現在の電力管理ポリシとして選択する。
【0038】
他の実施形態では、ステップ140において、各装置ごとに、ステップ120における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ135においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、ステップ110において各装置用に事前設定したポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用して、各装置の元の電力管理ポリシを調整することにより、各装置の現在の電力管理ポリシ又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適応させる。
【0039】
以下、幾つかの例に沿って、この点を具体的に説明する。
【0040】
ステップ120において、特定の装置のマウス又はキーボードが比較的長い時間にわたって操作されていないというステータスに従って、当該装置が現に使用されていないと決定する場合、ステップ140では、当該装置内のコンポーネントが低電力消費又は電力消費なしの非作業ステータスにスイッチすることを可能にする、一の電力管理ポリシを当該装置用に決定しなければならない。
【0041】
ステップ120において、特定の装置が比較的長い時間にわたって使用されていなかった後に、当該装置のマウス又はキーボードが再び操作されるか又は特定のプログラム(例えば、電子メールのチェック又はアプリケーションのダウンロード)が起動するというステータスに従って、当該装置が或る期間中にアイドルであった後に再び使用中になると決定する場合、ステップ140では、当該装置内のコンポーネントが高電力消費の作業ステータスにスイッチすることを可能にする、一の電力管理ポリシを当該装置用に決定しなければならない。
【0042】
ステップ145では、各装置ごとに、ステップ140で決定した現在の電力管理ポリシ及び各装置の電力管理能力に従って、各装置の稼働ステータスを制御する。
【0043】
具体的には、ステップ145では、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、前述のように決定した現在の電力管理ポリシにおける各装置内の対応するコンポーネントの作業ステータス用の設定及び各装置の電力管理能力に従って、これらの対応するコンポーネントの作業ステータスを制御する。例えば、これらの対応するコンポーネントを他のステータスにスイッチさせる。
【0044】
前述の内容は、本実施形態の集中電力管理方法の詳細な説明である。本実施形態では、各装置の電力管理能力を集中的に登録し、各装置の現在の稼働ステータス及び各装置が位置する環境の現在の条件(例えば、現在の温度又は現在の時間或いはそれらの両方)をモニタし、各装置用の適切な現在の電力管理ポリシをリアル・タイムで決定し、これらの電力管理ポリシを使用することにより、各装置の現在の稼働ステータスを制御する。このようにして実装された複数の装置用の集中電力管理は、電気エネルギーを節約するという目標を達成することができる。
【0045】
また、本実施形態の電力管理方法は、前述のように複数の装置が存在することを想定して説明したが、本実施形態は、これに制限されないことに留意すべきである。本実施形態は、単一の装置だけが存在する場合でも、実施することができるからである。
【0046】
また、他の実施形態では、ステップ110を省略することができる。すなわち、各装置ごとに、複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する代わりに、ステップ140において、各装置ごとに、その現在の稼働ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に基づき、各装置用の適切な現在の電力管理ポリシを直接的に構築することができるからである。
【0047】
次に、第2の実施形態に従った集中電力管理方法を説明する。
【0048】
図2は、第2の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。図2に示すように、ステップ205では、データ・センタ/アプリケーション・システム内の複数の装置を登録する。
【0049】
具体的には、登録に際し、各装置の基本情報に加えて、少なくとも各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録する。
【0050】
ステップ210では、各装置の電力管理能力に基づき、複数の装置を管理するための一のトポロジを定義する。
【0051】
具体的には、本実施形態では、データ・センタ/アプリケーション・システムは、単一の仮想電力管理ユニットと見なされ、そしてデータ・センタ/アプリケーション・システム内の複数の装置は、複数レベルの階層構造を介して編成され且つ管理される。本明細書では、当該複数レベルの階層構造をトポロジと称する。本実施形態では、次の4種類の要素をトポロジのために定義する。
【0052】
アトミック・コンポーネント(最下位レベル):各装置のCPU、CD−ROM等のような、最小の完全な電力管理ユニット。各装置のアトミック・コンポーネントは、ステップ205で各装置ごとに登録した電力管理能力に基づき、決定することができる。
装置(中間レベル):一般に、一の装置は、空調装置、サーバ、ストレージ、モニタ、ネットワーク・スイッチ等のような、特定の機能を実現するために共同で作用する、1つ以上のアトミック・コンポーネントからなる。
装置グループ(中間レベル):特定のグループ化ポリシに従って複数の装置をクラスタ化することにより構成されたグループ。一の装置グループは、1つ以上の装置及びより小さな1つ以上の装置グループの両方を含むことがある。
データ・センタ/アプリケーション・システム(最上位レベル):全ての装置及び装置グループのルート。
【0053】
本実施形態では、実際のシナリオに依存して、各装置の電力管理能力に基づき、各装置の機能、位置、アプリケーション、電力消費、管理の容易性、環境に対する影響、性能に対する影響及び編成構造のそれぞれについての1つ以上の異なるビューから、複数の装置用の1つ以上のトポロジを、電力管理コンポーネント/装置編成構造として定義することができる。
【0054】
図3〜図5は、トポロジの幾つかの典型的な編成アプローチを示す。図3は、データ・センタ内にある複数の装置の位置に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジを例示する。図4は、データ・センタ内にある複数の装置の機能に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジを例示する。図5は、データ・センタ内にある複数の装置のアプリケーションに基づき、当該複数の装置について定義したトポロジを例示する。図3〜図5に示す、これらの異なるトポロジは、複数の装置に関する異なる電力管理ビューをそれぞれ表す。実際の実装では、他の所望の電力管理ビューから対応するトポロジを定義することができる。
【0055】
ステップ215では、前述のトポロジに関して、その各要素ごとに、電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成する。
【0056】
ステップ215では、履歴データに基づき、トポロジ内の各要素ごとに複数の電力管理プロファイルを事前に生成することが好ましい。このプロセスについて具体的に説明する。先ず、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から履歴ステータス・データを抽出する。次に、当該履歴ステータス・データを分析することにより、トポロジ内の各要素ごとに電力管理ポリシ設計の最良事例を要約する。最後に、当該要約した電力管理ポリシ設計の最良事例に基づき、トポロジ内の各要素ごとに電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成する。要約した電力管理ポリシ設計の最良事例を使用すると、トポロジ内の1つ以上の要素用の既存の電力管理プロファイルを最適化することができる。
【0057】
また、ステップ215では、トポロジ内の最下位レベルにある各要素(すなわち、各アトミック・コンポーネント)ごとに、電力管理プロファイルを生成するプロセスの間に、各装置の電力管理能力に基づき、当該各要素用の複数の電力管理プロファイルを定義することができる。トポロジ内の中間レベル又は最上位レベルにある各要素(すなわち、装置、装置グループ又はデータ・センタ/アプリケーション・システム)については、トポロジ内に含まれる下位レベル要素の電力管理プロファイルの組み合わせに基づき、複数の電力管理プロファイルを生成することができる。
【0058】
図3に例示するトポロジに従って、具体的に説明する。例えば、図3のトポロジを参照すると、「サーバ2」は、1セットのCPU、ディスク及びモニタを含むことが分かる。従って、「サーバ2」については、その電力管理プロファイルは、それが含むコンポーネントのそれぞれの電力管理プロファイルによって構成することができる。例えば、以下の表1は、「サーバ2」の電力管理プロファイルを例示する。
【表1】

【0059】
同様に、図3のトポロジ内の装置グループ「サブ・ルーム2.1」については、その電力管理プロファイルは、それが含むコンポーネントのそれぞれの電力管理プロファイルによって構成することができる。例えば、以下の表2は、「サブ・ルーム2.1」の電力管理プロファイルを例示する。
【表2】

【0060】
ステップ220では、各装置から稼働ステータス・データを収集する。具体的には、ステップ220では、ACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から稼働ステータス・データを周期的に収集する。各装置から収集した稼働ステータス・データをフィルタして、不安定なステータスを除去することが好ましい。
【0061】
ステップ225では、前述の稼働ステータス・データを分析することにより、各装置が使用中又はアイドルの何れであるかのような、各装置の現在の稼働ステータス及び当該ステータスの期間を決定する。
【0062】
ステップ230では、複数の装置が置かれている環境の現在の条件、すなわち現在の環境条件(例えば、現在の温度又は現在の時間或いはそれらの両方)をモニタする。
【0063】
ステップ235では、現在の環境条件が、予定のしきい値に達したか否かを決定する。もし、現在の環境条件が予定のしきい値に達していれば、ステップ240では、対応する環境イベント(例えば、温度変更イベント又は時間変更イベント或いはそれらの両方)をトリガする。
【0064】
ステップ245では、トポロジ内の各要素ごとに、現在の電力管理プロファイルを決定する。
【0065】
実施形態では、ステップ245において、トポロジ内の各要素ごとに、ステップ225における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ240においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、各要素に含まれるコンポーネント(アトミック・コンポーネントについてはそれ自体)の現在の稼働ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適切な一の電力管理プロファイルを、各要素の現在の電力管理ポリシとして、ステップ215で各要素用に事前設定した複数の電力管理プロファイルから選択する。
【0066】
他の実施形態では、ステップ245において、トポロジ内の各要素ごとに、ステップ225における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ240においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、各要素の元の電力管理ポリシを調整することにより、各要素に含まれるコンポーネント(アトミック・コンポーネントについてはそれ自体)の現在の電力管理ポリシ又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適応させる。
【0067】
ステップ250では、ステップ245においてトポロジ内の各要素ごとに決定した電力管理プロファイルに従って、各装置の稼働ステータスを制御する。
【0068】
具体的には、ステップ250では、トポロジ内の各要素の電力管理プロファイルに従って、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、各装置内の対応するコンポーネントの作業ステータスを制御する。例えば、これらの対応するコンポーネントを他のステータスにスイッチさせる。
【0069】
ステップ255では、ユーザが、トポロジ内の要素の電力管理プロファイルをチェック又は変更することを可能にする。
【0070】
本実施形態では、ユーザがトポロジ内の各要素の電力管理プロファイルをチェック又は変更することを可能にする、幾つかのAPIが設けられる。アプリケーション開発者は、アプリケーション開発プロセス中にアプリケーションを開発するのと同時に、かかるAPIを使用して電力管理設計を行うことができる。例えば、アプリケーション開発者は、アプリケーションの実際の実行プロセス中に生じるような当該アプリケーションの実行条件に基づき、対応するAPIを使用してトポロジ内の関係する要素の現在の電力管理プロファイルを他の電力管理プロファイルへスイッチすることにより、当該アプリケーション実行プロセス中の電力消費を節約することができる。
【0071】
以下の表3は、本実施形態において設けられる幾つかのAPIの詳細な記述をリストする。
【表3】

【0072】
前述の内容は、本実施形態に従った集中電力管理方法の詳細な説明である。本実施形態では、第1の実施形態のように複数の装置のための集中電力管理を実装することに加えて、一のトポロジ及び当該トポロジ用に設定した複数の電力管理プロファイルを使用してこれらの装置を管理するとともに、当該電力管理プロファイルをチェック又は変更することができるAPIを提供するようにしたので、ユーザは、種々の装置の複雑な電力管理細目がカプセル化されている簡潔な電力管理プロファイルをチェックすることができ、またアプリケーション開発者は、アプリケーション開発段階中に電力管理設計を容易に検討することができるから、実行プロセス中の特定の機能を実装するのと並行して、複数の装置の電力管理を考慮したアプリケーションを開発することができる。
【0073】
同じ発明概念の下で、本発明は、集中電源管理システムを提供する。以下、図面を参照して、この集中電源管理システムを説明する。
【0074】
図6は、実施形態に従った集中電源管理システムのブロック図である。図6に示すように、本実施形態の集中電源管理システム60は、複数の装置側エージェント70及び集中電力管理コントローラ80を含む。
【0075】
各装置側エージェント70は、データ・センタ/アプリケーション・システム内の一の装置に関連し、当該装置の内部に設けられるか又は当該装置に接続される。各装置側エージェント70は、関連する装置からステータス・データを収集し且つこれらのステータス・データを集中電力管理コントローラ80に報告するとともに、集中電力管理コントローラ80が関連する装置について決定した現在の電力管理ポリシに従って当該装置の稼働ステータスを制御する。
【0076】
図7を参照して、装置側エージェント70を詳述する。図7は、実施形態に従った装置側エージェントのブロック図である。図7に示すように、本実施形態の装置側エージェント70は、ACPI/デバイス・ドライバ71、装置能力収集ユニット72、登録ユニット73、装置ステータス収集ユニット74、ステータス報告ユニット75及び電力管理コントローラ76を含む。
【0077】
ACPI/デバイス・ドライバ71は、装置能力収集ユニット72及び装置ステータス収集ユニット74からの命令に従って関連する装置内のコンポーネントと通信するための低レベルのドライバであって、当該装置の電力管理の制御可能なステータス、稼働ステータス等を取得するとともに、電力管理コントローラ76の命令に従って当該装置内の諸コンポーネントを他のステータスにスイッチさせる。
【0078】
装置能力収集ユニット72は、ACPI/デバイス・ドライバ71を介して、関連する装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を収集するように構成される。
【0079】
登録ユニット73は、装置側エージェント70に関連する装置を集中電力管理コントローラ80に登録するように構成される。その場合、当該装置の基本情報に加えて、少なくとも装置能力収集ユニット72が収集した当該装置の電力管理能力を、集中電力管理コントローラ80に登録する。
【0080】
実施形態では、装置能力収集ユニット72及び登録ユニット73は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って、これらのユニットに関連する装置の電力管理能力を収集し且つ当該電力管理能力を集中電力管理コントローラ80に能動的に登録するように実装される。他の実施形態では、装置能力収集ユニット72及び登録ユニット73は、集中電力管理コントローラ80の命令に従って、これらのユニットに関連する装置の電力管理能力を収集し且つこれを集中電力管理コントローラ80に登録するように実装される。
【0081】
装置ステータス収集ユニット74は、ACPI/デバイス・ドライバ71を介して、関連する装置から諸コンポーネントの稼働ステータス・データを周期的に収集するように構成される。
【0082】
ステータス報告ユニット75は、関連する装置から装置ステータス収集ユニット74が収集した稼働ステータス・データを、集中電力管理コントローラ80へ報告するように構成される。ステータス報告ユニット75は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って、関連する装置の稼働ステータス・データを収集し且つこれを集中電力管理コントローラ80へ能動的に報告することができる。また、ステータス報告ユニット75は、集中電力管理コントローラ80からの照会命令に従って、関連する装置の稼働ステータス・データを収集し且つこれを集中電力管理コントローラ80へ報告することができる。
【0083】
電力管理コントローラ76は、関連する装置について集中電力管理コントローラ80が決定した現在の電力管理ポリシ及び当該装置の電力管理能力に従って、ACPI/デバイス・ドライバ71を介して、当該装置の稼働ステータスを制御するように構成される。
【0084】
また、本実施形態の装置側エージェント70は、装置ステータス収集ユニット74が収集した稼働ステータス・データをフィルタして、不安定なステータスを除去するためのステータス・フィルタリング・ユニット77を含むことができる。
【0085】
図6に戻って説明を続ける。集中電力管理コントローラ80は、各装置側エージェント70から当該エージェントが関連する各装置の稼働ステータス・データを集中的に受信し、各装置について適切な電力管理ポリシを決定するとともに、各装置側エージェント70を介して各装置の稼働ステータスをそれぞれ制御するように構成される。
【0086】
図8及び図9を参照して、集中電力管理コントローラ80を詳述する。図8は、第1の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。図9は、第2の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。
【0087】
図8に示すように、第1の実施形態に従った集中電力管理コントローラ80は、装置管理ユニット81、装置能力リポジトリ82、ポリシ事前設定ユニット83、電力管理ポリシ・リポジトリ84、ステータス受信ユニット85、装置ステータス・リポジトリ86、ステータス分析ユニット87、イベント・モニタリング・ユニット88及び電力管理ユニット89を含む。
【0088】
装置管理ユニット81は、各装置側エージェント70によってその関連する装置について行われた登録を受信するように構成される。この場合、少なくとも各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力が、装置能力リポジトリ82に記録される。
【0089】
実施形態では、装置管理ユニット81は、オート・ディスカバリ機構を使用することにより、複数の装置側エージェント70のうち1つ以上の装置側エージェント70がそれらの関連する装置の登録を開始するように実装される。
【0090】
ポリシ事前設定ユニット83は、装置能力リポジトリ82に格納した各装置の電力管理能力に基づき、ユーザが各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定することを可能にするように構成される。
【0091】
電力管理ポリシ・リポジトリ84は、各装置用の複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を格納するように構成される。
【0092】
ステータス受信ユニット85は、各装置側エージェント70によってその関連する装置から収集した稼働ステータス・データを受信し且つこれを装置ステータス・リポジトリ86に格納するように構成される。
【0093】
実施形態では、ステータス受信ユニット85は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って、各装置側エージェント70に対しその関連する装置の稼働ステータス・データを照会するように実装される。
【0094】
ステータス分析ユニット87は、ステータス受信ユニット85が各装置側エージェント70から受信した稼働ステータス・データを分析することにより、各装置側エージェント70に関連する装置の現在の稼働ステータスを決定するように構成される。
【0095】
イベント・モニタリング・ユニット88は、規定された環境イベント(例えば、現在の温度が予定のしきい値に達するときの温度変更イベント又は現在の時間が予定のしきい値に達するときの時間変更イベント或いはそれらの両方)をモニタし且つそのような環境イベントが検出される場合は、当該イベントを電力管理ユニット89に通知するように構成される。
【0096】
電力管理ユニット89は、ステータス分析ユニット87による稼働ステータス・データに関する分析の結果又はイベント・モニタリング・ユニット88がモニタした規定された環境イベントに基づき、各装置ごとに、各装置用に電力管理ポリシ・リポジトリ84内に事前に格納した複数の電力管理ポリシから適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又はポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用することにより各装置の元の電力管理ポリシを各装置の現在の電力管理ポリシとして調整し、そして当該現在の電力管理ポリシを対応する装置側エージェント70に通知するように構成される。
【0097】
図9に示すように、第2の実施形態に従った集中電力管理コントローラ80は、装置管理ユニット81、装置能力リポジトリ82、ポリシ事前設定ユニット93、電力管理プロファイル・リポジトリ94、ステータス受信ユニット85、装置ステータス・リポジトリ86、ステータス分析ユニット87、イベント・モニタリング・ユニット88、電力管理ユニット99、トポロジ生成ユニット100、トポロジ・リポジトリ101及び電力管理UI102を含む。
【0098】
図9の装置管理ユニット81、装置能力リポジトリ82、ステータス受信ユニット85、装置ステータス・リポジトリ86、ステータス分析ユニット87及びイベント・モニタリング・ユニット88は、図8の装置管理ユニット81、装置能力リポジトリ82、ステータス受信ユニット85、装置ステータス・リポジトリ86、ステータス分析ユニット87及びイベント・モニタリング・ユニット88とそれぞれ同一である。従って、これらのユニットについては、説明を省略する。
【0099】
また、本実施形態のトポロジ生成ユニット100は、各装置側エージェント70が登録した各装置用のトポロジをユーザが定義することを可能にするように構成される。このようにすれば、各装置の機能、位置、アプリケーション、電力消費、管理の容易性、環境に対する影響、性能に対する影響及び各装置の編成構造の少なくとも1つに従って、各装置を管理することができる。
【0100】
トポロジ・リポジトリ101は、トポロジを格納するように構成される。
【0101】
ポリシ事前設定ユニット93は、各装置の電力管理能力に基づき、トポロジ内に含まれる各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを、ユーザがトポロジのために生成することを可能にするように構成される。
【0102】
電力管理プロファイル・リポジトリ94は、各装置の複数の電力管理プロファイルを格納するように構成される。
【0103】
電力管理ユニット99は、ステータス分析ユニット87による稼働ステータス・データに関する分析の結果又はイベント・モニタリング・ユニット88がモニタした規定された環境イベントに基づき、トポロジ内の各要素ごとに、電力管理プロファイル・リポジトリ94内に格納した当該各要素用の複数の電力管理プロファイルから適切な一の電力管理プロファイルを選択するか、又は当該各要素の元の電力管理プロファイルをその現在の電力管理ポリシとして調整し、そして当該現在の電力管理ポリシを対応する装置側エージェント70に通知するように構成される。
【0104】
電力管理UI 102は、ユーザ(例えば、データ・センタ/アプリケーション・システムのオペレータ又はアプリケーション開発者)が、トポロジ内の各要素の電力管理プロファイルをチェック又は変更することを可能にするように構成される。
【0105】
電力管理UI 102は、ユーザに対しAPIを提供することにより、ユーザが当該APIを通してトポロジ内の各要素の電力管理プロファイルをチェック、変更又はスイッチすることを可能にするのが好ましい。
【0106】
前述の内容は、本実施形態の集中電力管理システムの詳細な説明である。本実施形態では、装置側エージェント70及びそのコンポーネント、並びに集中電力管理コントローラ80及びそのコンポーネントは、特別に設計された回路又はチップによって実装するか、又は対応するプログラムを実行するコンピュータ(プロセッサ)によって実装することができる。
【0107】
以上では、幾つかの実施形態を参照して、本発明の集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラを詳述したが、これらの実施形態は、網羅的ではなく、当業者は、本発明の精神及び範囲内で種々の変形及び修正を施すことができる。従って、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その範囲は、請求項によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0108】
【図1】第1の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。
【図2】第2の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。
【図3】複数の装置の位置に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジの例である。
【図4】複数の装置の機能に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジの例である。
【図5】複数の装置のアプリケーションに基づき、当該複数の装置について定義したトポロジの例である。
【図6】実施形態に従った集中電源管理システムのブロック図である。
【図7】実施形態に従った装置側エージェントのブロック図である。
【図8】第1の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。
【図9】第2の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
集中電力管理方法であって、
(a)複数の装置を登録することにより、少なくとも前記各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するステップと、
(b)前記各装置から稼働ステータス・データを収集するステップと、
(c)前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップと、
(d)前記各装置ごとに、前記各装置について決定した前記現在の電力管理ポリシ及び前記各装置の前記電力管理能力に従って、前記各装置の稼働ステータスを制御するステップとを含む、集中電力管理方法。
【請求項2】
前記複数の装置を管理するために一のトポロジを定義するステップをさらに含み、
前記トポロジが、前記複数の装置の機能、位置、アプリケーション、電力消費、管理の容易性、環境に対する影響、性能に対する影響及び編成構造の少なくとも1つに従って定義される、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項3】
前記複数の装置を管理するために一のトポロジを定義するステップをさらに含み、
前記トポロジが、アトミック・コンポーネント、装置、装置グループ、データ・センタ/アプリケーション・システムの複数のタイプのレベルを含む階層構造である、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項4】
前記ステップ(b)が、
ACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、前記各装置から前記稼働ステータス・データを周期的に収集するステップを含む、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項5】
前記ステップ(a)が、
前記各装置が予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従ってそれ自体を能動的に登録するか、又はオート・ディスカバリ機構を使用することにより前記各装置がそれ自体を登録するように前記各装置をトリガするステップを含み、
前記ステップ(b)が、
前記各装置が予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従ってその稼働ステータス・データを能動的に収集し且つ報告するか、或いは予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って前記各装置からその稼働ステータス・データを照会するステップを含む、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項6】
前記各装置の前記電力管理能力に基づき、前記各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定するステップをさらに含む、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項7】
前記事前設定するステップが、
前記各装置用の履歴ステータス・データを抽出するステップと、
前記履歴ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の電力管理ポリシ設計の事例を要約するステップと、
前記各装置について要約した電力管理ポリシ設計の前記事例に基づき、前記各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定するステップとを含む、請求項6に記載の集中電力管理方法。
【請求項8】
前記ステップ(c)が、
前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の前記現在の稼働ステータスを決定するステップと、
前記各装置ごとに、その現在の稼働ステータスに基づき、前記各装置用に事前設定した前記複数の電力管理ポリシから前記各装置用の現在の電力管理ポリシとして適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又は前記各装置用に事前設定した前記ポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用することによりその元の電力管理ポリシを調整するステップとを含む、請求項6又は7に記載の集中電力管理方法。
【請求項9】
前記トポロジのために、当該トポロジ内に含まれる各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成するステップをさらに含み、
前記複数の装置の前記電力管理能力に基づき、前記トポロジ内の最下位レベルにおける前記要素の前記複数の電力管理プロファイルが生成され、前記トポロジ内に含まれる前記要素の前記電力管理プロファイルの組み合わせに基づき、前記トポロジ内の中間レベル及び最上位レベルにおける前記要素の前記複数の電力管理プロファイルが生成される、請求項2又は3に記載の集中電力管理方法。
【請求項10】
前記複数の電力管理プロファイルを事前に生成するステップが、
前記各装置用の履歴ステータス・データを抽出するステップと、
前記履歴ステータス・データを分析することにより、前記トポロジ内の各要素用の電力管理ポリシ設計の事例を要約するステップと、
前記トポロジ内の各要素について要約した電力管理ポリシ設計の前記事例に基づき、前記トポロジ内の各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを生成するステップとを含む、請求項9に記載の集中電力管理方法。
【請求項11】
前記ステップ(c)が、
前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置の前記現在の稼働ステータスを決定するステップと、
前記トポロジ内の各要素ごとに、前記各装置の前記現在の稼働ステータスに基づき、前記各要素用に予め生成した前記複数の電力管理ポリシから前記各装置用の現在の電力管理ポリシとして適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又は電力管理ポリシを保持するその元の電力管理プロファイルを調整するステップとを含む、請求項9に記載の集中電力管理方法。
【請求項12】
規定された環境イベントをモニタするステップと、
規定された一の環境イベントが検出される場合、当該規定された環境イベントに基づき、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップとをさらに含む、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項13】
前記ステップ(d)が、
ACPI/デバイス・ドライバを使用することにより、前記各装置の前記現在の稼働ステータスを制御するステップを含む、請求項1に記載の集中電力管理方法。
【請求項14】
装置側エージェントであって、
前記装置側エージェントに関連する一の装置を集中電力管理コントローラに登録することにより、少なくとも前記装置の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を前記集中電力管理コントローラに登録するための登録ユニットと、
前記装置から収集した稼働ステータス・データを前記集中電力管理コントローラに報告するためのステータス報告ユニットと、
前記集中電力管理コントローラが前記装置について決定した現在の電力管理ポリシ及び前記装置の前記電力管理能力に従って、前記装置の稼働ステータスを制御するための電力管理コントローラとを備える、装置側エージェント。
【請求項15】
前記登録ユニット、前記ステータス報告ユニット又は前記電力管理コントローラからの命令に従って前記装置内のコンポーネントと通信することにより、当該コンポーネントの電力管理能力又は稼働ステータスを取得するか、或いは当該コンポーネントがステータスをスイッチすることを可能にするためのACPI/デバイス・ドライバをさらに備える、請求項14に記載の装置側エージェント。
【請求項16】
集中電力管理コントローラであって、
複数の装置の各々ごとに、前記各装置と関係する一の装置側エージェントが実行する前記各装置の登録を受理することにより、少なくとも前記各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するための装置管理ユニットと、
前記各装置と関係する前記装置側エージェントが前記各装置から収集した稼働ステータス・データを、前記各装置ごとに、分析するためのステータス分析ユニットと、
前記ステータス分析ユニットによる前記稼働ステータス・データの分析の結果に基づき、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定し且つ当該現在の電力管理ポリシを前記各装置と関係する前記装置側エージェントに通知するための電力管理ユニットとを備える、集中電力管理コントローラ。
【請求項17】
前記各装置の前記電力管理能力に基づき、前記各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定するためのポリシ事前設定ユニットをさらに備え、
前記電力管理ユニットが、前記ステータス分析ユニットによる前記稼働ステータス・データの分析の結果に基づき、前記各装置ごとに、前記各装置用に事前設定した前記複数の電力管理ポリシから適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又は前記各装置用に事前設定した前記ポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用することにより前記各装置の元の電力管理ポリシを前記各装置用の現在の電力管理ポリシとして調整する、請求項16に記載の集中電力管理コントローラ。
【請求項18】
前記複数の装置を管理するために一のトポロジを定義するためのトポロジ生成ユニットと、
前記トポロジ内の各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成するためのポリシ事前設定ユニットとをさらに備え、
前記電力管理ユニットが、前記ステータス分析ユニットによる前記稼働ステータス・データの分析の結果に基づき、前記トポロジ内の各要素ごとに、前記各要素用に生成した前記複数の電力管理プロファイルから適切な一の電力管理プロファイルを選択するか、又は前記各要素の元の電力管理プロファイルを前記現在の電力管理ポリシとして調整する、請求項16に記載の集中電力管理コントローラ。
【請求項19】
規定された環境イベントをモニタするためのイベント・モニタリング・ユニットをさらに備え、
前記イベント・モニタリング・ユニットが規定された一の環境イベントをモニタする場合、前記電力管理ユニットが、当該規定された環境イベントに基づき、前記各装置用の前記現在の電力管理ポリシを決定する、請求項16ないし請求項18の何れか1項に記載の集中電力管理コントローラ。
【請求項20】
集中電源管理システムであって、
請求項14又は請求項15に記載の装置側エージェントを複数個備え、
請求項16ないし請求項19の何れか1項に記載の集中電力管理コントローラをさらに備える、集中電源管理システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2009−193577(P2009−193577A)
【公開日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−21116(P2009−21116)
【出願日】平成21年2月2日(2009.2.2)
【出願人】(390009531)インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MASCHINES CORPORATION
【Fターム(参考)】