JP5355604B2 - 情報処理装置およびデータ転送速度設定方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えばバッテリ駆動可能なノートタイプのパーソナルコンピュータ等に好適な省電力制御技術に関する。

近年、ノートパソコンやネットブックなどと称される、バッテリ駆動可能で携行容易なパーソナルコンピュータが広く普及している。この種のコンピュータでは、バッテリによる稼働時間を少しでも長くするために、省電力のための工夫が様々施されている。

例えば、特許文献１には、Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ（Advansed Technology Attachment：以下、ＳＡＴＡという）インタフェースのリンク速度を適性化すること、より具体的には、システム仕様に不適合な不必要に速いリンク速度が用いられること等がないように制御することによって、無駄な電力消費を抑止する仕組みが開示されている。

特開２００６−４０２９３号公報

ところで、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＯＤＤ（Optical Disc Drive）との間のデータ転送をＳＡＴＡインタフェースにより実行しているコンピュータでは、このＳＡＴＡインタフェースのリンク速度を切り替える場合、（ＳＡＴＡホストコントローラに初期設定の機会を与えるために）オペレーティングシステムの再起動を実施することが一般的である。

従って、例えばコンピュータの電源オン中にＡＣ（Alternating Current）アダプタが抜き取られた等により、消費電力低減の要求が発生した場合に、ＳＡＴＡインタフェースのリンク速度低減をもって、（オペレーティングシステムの再起動を伴わずに）当該消費電力低減の要求に即座に応答することはできなかった。換言すれば、通常モードから省電力モードへの動的な切り替え時には、ＳＡＴＡインタフェースのリンク速度低減を採用することができなかった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、作業状態を保持しつつコンピュータの動作環境を短期間で切り替えることを可能とする情報処理装置およびデータ転送速度設定方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、サスペンド／レジューム機能を有する情報処理装置は、第１のデータ転送速度または前記第１のデータ転送速度よりも低速な第２のデータ転送速度でデータ転送が可能なバスのデータ転送速度を前記第２のデータ転送速度に制限する制御手段を具備する。前記制御手段は、前記バスのデータ転送速度を制限する場合、前記情報処理装置をサスペンド状態に移行させ、かつ、当該サスペンド状態から即時的にレジュームさせる。

本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成の一部を示す図 同実施形態の情報処理装置が備えるサウスブリッジの概略ブロック図 同実施形態の情報処理装置が備えるＥＣのレジスタを実装した場合の概略ブロック図 同実施形態の情報処理装置上で動作する省電力制御プログラムが提示する設定画面の例を示す図 同実施形態の情報処理装置における電源状態の遷移関係を表した図 同実施形態の情報処理装置が実行するＳＡＴＡインタフェースのリンク速度切替による省電力制御の動作手順を示す第１のフローチャート 同実施形態の情報処理装置が実行するＳＡＴＡインタフェースのリンク速度切替による省電力制御の動作手順を示す第１のフローチャート

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成の一部を示す図である。この情報処理装置は、例えばノートパソコンやネットブックなどと称されるパーソナルコンピュータとして実現されている。

図１に示すように、本コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、ノースブリッジ２、主メモリ３、サウスブリッジ４、ＨＤＤ５、ＥＣ（Embedded Controller）６等を備えている。また、ＨＤＤ５は、ＳＡＴＡインタフェース７を介してサウスブリッジ４に接続されている。

ＣＰＵ１は、本コンピュータの動作を制御するプロセッサであり、ＨＤＤ５から主メモリ３にロードされる、オペレーティングシステムやユーティリティ、アプリケーション等の各種プログラムを実行する。各種プログラムの中には、後述する省電力制御プログラムが存在する。また、ＣＰＵ１は、図示しないＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）−ＲＯＭ（Read Only Memory）に格納されたＢＩＯＳも実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御用のプログラムである。ノースブリッジ２は、ＣＰＵ１とサウスブリッジ４との間を接続するブリッジデバイスであり、主メモリ３をアクセス制御するためのメモリコントローラを内蔵している。

主メモリ３は、本コンピュータの主記憶となる記憶媒体であり、ＣＰＵ１によって実行される各種プログラムと、これら各種プログラムによって入出力される各種データとを格納する。サウスブリッジ４は、ＨＤＤ５を含む、本コンピュータ内の各種デバイスを制御するデバイスコントローラである。

ＨＤＤ５は、本コンピュータの外部記憶となる記憶媒体であり、主メモリ３の補助記憶装置として各種プログラムおよび各種データを大量に格納する。ＥＣ６は、電力管理を含む、本コンピュータの動作状態管理を実行するための１チップＭＰＵ（Micro Processing Unit）である。また、ＥＣ６には、キーボードやポインティングデバイスを制御するためのキーボードコントローラが内蔵されている。

サウスブリッジ４とＨＤＤ５とを接続するＳＡＴＡインタフェース７は、補助記憶装置をシステムに組み込むための一般的なインタフェースであり、１．５Ｇｂｐｓと３Ｇｂｐｓとの２つのリンク速度がサポートされている。また、６Ｇｂｐｓも近々にサポートされる予定である。

なお、ここでは、ＳＡＴＡインタフェース７を介してサウスブリッジ４に接続される補助記憶として、ＨＤＤ５を例に説明するが、これに限らず、ＳＡＴＡインタフェース７を用いるものであれば、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）等でも構わない。

図２は、サウスブリッジ４の概略ブロック図である。

図２に示すように、サウスブリッジ４は、ＲＴＣ（Real Time Clock）４１とＳＡＴＡホストコントローラ４２とを有する。ＲＴＣ４１は、独自のバックアップ電源を備える時計モジュールであり、本コンピュータが電源オフされても当該バックアップ電源によって情報が保持されるレジスタ４１１を内蔵する。このレジスタ４１１に、後述する各種設定情報を格納する。なお、電源管理を行うＥＣ６も、本コンピュータが電源オフ中も電力が供給され続けるので、各種設定情報を格納するレジスタをＥＣ６内に設けるようにしてもよい。図３は、各種設定情報を格納するレジスタ（レジスタ６１）を実装した場合のＥＣ６の概略ブロック図である。

ＳＡＴＡホストコントローラ４２は、ＳＡＴＡインタフェース７を介して接続される補助記憶装置との間のデータ転送に関する制御全般を司り、補助記憶装置がサポートするリンク速度に基づき、リンク速度を適宜に決定する機能を有している。このＳＡＴＡホストコントローラ４２の機能により、例えば１．５Ｇｂｐｓのリンク速度のみサポートしている補助記憶装置が接続された場合は、１．５Ｇｂｐｓでデータ転送を実行し、１．５Ｇｂｐｓおよび３Ｇｂｐｓのいずれのリンク速度もサポートしている補助記憶装置が接続された場合は、３Ｇｂｐｓでデータ転送を実行する、といったデータ転送速度の適性化を図ることができる。

また、１．５Ｇｂｐｓおよび３Ｇｂｐｓのいずれのリンク速度もサポートしている補助記憶装置が接続されている場合に、敢えて低速の１．５Ｇｂｐｓを選択することも当然に可能である。その決定権は、ＳＡＴＡホストコントローラ４２が有している。ＳＡＴＡホストコントローラ４２は、初期処理として、トレーニング（接続される補助記憶装置がサポートしているリンク速度の把握）を行ってリンク速度を決定し、補助記憶装置とのリンクを確立する。なお、１．５Ｇｂｐｓと３Ｇｂｐｓとでは、低速の１．５Ｇｂｐｓの方が消費電力は少ない。この点に着目して、本コンピュータでは、以下に述べる省電力制御を実行する。

本コンピュータのＨＤＤ５は、１．５Ｇｂｐｓおよび３Ｇｂｐｓのいずれのリンク速度もサポートしているものと想定する。従って、例えば本コンピュータが電源オンされてオペレーティングシステムが起動する際に、ＳＡＴＡホストコントローラ４２によって初期処理が実行されると、基本的には、ＨＤＤ５との間を接続するＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度は３Ｇｂｐｓに設定されることになる。

また、本コンピュータ上では、省電力制御プログラムが、常駐プログラムとして動作する。そして、本コンピュータは、この省電力制御プログラムとＢＩＯＳとが協働することによって、例えば電源オン中にＡＣアダプタが抜き取られた等のイベントが発生した場合に、（ＳＡＴＡホストコントローラ４２にリンク速度の設定を行う機会を与えるための）オペレーティングシステムの再起動を伴わずに、このＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度を３Ｇｂｐｓから１．５Ｇｂｐｓに切り替えて、消費電力量の低減を図ることを実現したものであり、以下、この点について詳述する。

省電力制御プログラムは、例えば図４に示す設定画面をユーザに提示して、ユーザが各種省電力設定を行えるようにするためのユーザインタフェース機能を有している。この設定画面上でユーザが設定可能な項目の１つとして、「バッテリ動作時にＨＤＤの速度を落とす」（図４のａ）が設けられており、この項目を「する」に設定すると、電源オン中にＡＣアダプタが抜き取られた際、ＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度の３Ｇｂｐｓから１．５Ｇｂｐｓへの切り替えが実行されることになる。この設定画面上で設定された内容は、サウスブリッジ４に内蔵されるＲＴＣ４１のレジスタ４１１（またはＥＣ６のレジスタ６１）に設定情報として格納される。なお、この設定画面上での設定に限らず、このＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度の３Ｇｂｐｓから１．５Ｇｂｐｓへの切り替えをユーザが適宜に指示できるようにしても良い。

図５は、本コンピュータにおける電源状態の遷移関係を表した図である。

図５に示すように、本コンピュータは、通常ＯＮ状態（Ｓ０）、スリープサスペンド状態（Ｓ３）、休止状態（Ｓ４）、シャットダウンＯＦＦ状態（Ｓ５）の電源状態を取り得る。このうち、スリープサスペンド状態（Ｓ３）は、主メモリ３の状態を保持したまま本コンピュータを省電力状態に移行させたもので、このスリープサスペンド状態（Ｓ３）から通常ＯＮ状態（Ｓ０）に復帰すると、スリープサスペンド状態（Ｓ３）への移行時の作業を継続して再開することができる。また、このスリープサスペンド状態（Ｓ３）から通常ＯＮ状態（Ｓ０）に復帰する際、ＳＡＴＡホストコントローラ４２によるトレーニングが再度行われて、リンクが再確立される。この通常ＯＮ状態（Ｓ０）→スリープサスペンド状態（Ｓ３）→通常ＯＮ状態（Ｓ０）の所要時間は、（オペレーティングシステムの再起動を伴う）通常ＯＮ状態（Ｓ０）→シャットダウンＯＦＦ状態（Ｓ５）→通常ＯＮ状態（Ｓ０）の所要時間と比較して格段に短い。そこで、このルートを利用して、本コンピュータは、ＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度の切り替えを実行する。

図６および図７は、ＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度切替による、本コンピュータの省電力制御の動作手順を示すフローチャートである。

いま、本コンピュータは、ＡＣアダプタが接続されており、外部電源からの電力によって動作しているものと想定する。また、図４に示した設定画面上で、「バッテリ動作時にＨＤＤの速度を落とす」項目（図４のａ）が「する」に設定されたものと想定する。

この状況下において、例えばＡＣアダプタが抜き取られて、バッテリ動作へと移行すると、本コンピュータの動作状態管理を実行するＥＣ６は、「消費電力低減要求」を発生させる（図６のステップＡ１）。この「消費電力低減要求」の発生に基づき、省電力制御プログラムは、「消費電力低減要求」の発生を示す設定情報をサウスブリッジ４に内蔵されるＲＴＣ４１のレジスタ４１１（またはＥＣ６のレジスタ６１）（以下、単にレジスタという）に格納し（図６のステップＡ２）、本コンピュータをスリープサスペンド状態（Ｓ３）へ移行させる（図６のステップＡ３）。スリープサスペンド状態（Ｓ３）から通常ＯＮ状態（Ｓ０）への復帰は、通常、電源ボタンが押下された等のイベント発生を契機に行われるが、本コンピュータでは、省電力制御プログラムが、スリープサスペンド状態（Ｓ３）への移行が完了したら、続いて通常ＯＮ状態（Ｓ０）への復帰を開始するように、本コンピュータの設定を行った上で、本コンピュータをスリープサスペンド状態（Ｓ３）へと移行させる。

スリープサスペンド状態（Ｓ３）から通常ＯＮ状態（Ｓ０）への復帰が開始すると（図６のステップＡ４）、ＢＩＯＳは、「消費電力低減要求」の発生を示す設定情報がレジスタに格納されているか否かを調べる（図６のステップＡ５）。もし、設定情報が格納されていたら（図６のステップＡ５のＹＥＳ）、ＢＩＯＳは、ＳＡＴＡホストコントローラ４２に対し、リンク速度を例えば１．５Ｇｂｐｓに制限する指示を与える（図６のステップＡ６）。

なお、設定情報が格納されていない場合には（図６のステップＡ５のＮＯ）、ＢＩＯＳは、ＳＡＴＡホストコントローラ４２に対し、（リンク速度の制限がなされているか否かに関わらず）リンク速度の制限を解除する指示を与える（図６のステップＡ７）。

そして、通常ＯＮ状態（Ｓ０）へ復帰すると（図６のステップＡ８）、スリープサスペンド状態（Ｓ３）からの復帰に伴って、ＳＡＴＡホストコントローラによるトレーニングが再度行われ、リンクが再確立されることにより、それまでの３Ｇｂｐｓに代わって１．５Ｇｂｐｓがリンク速度として適用されることになる。

また、バッテリ動作中に、ＡＣアダプタが接続されると、ＥＣ６は、「パフォーマンス向上要求」を発生させる（図７のステップＢ１）。この「パフォーマンス向上要求」の発生に基づき、省電力制御プログラムは、レジスタに格納された、「消費電力低減要求」の発生を示す設定情報を消去する（図７のステップＢ２）。

以降の、図７のステップＢ３〜ステップＢ８は、前述した図６のステップＡ３〜ステップＡ８に対応するものであり、レジスタに格納された設定情報が消去された場合、ＢＩＯＳにより、ＳＡＴＡホストコントローラ４２に対し、リンク速度の制限を解除する指示が与えられるので（図７のステップＢ５のＮＯ，ステップＢ７）、通常ＯＮ状態（Ｓ０）へ復帰した際（図７のステップＢ８）、スリープサスペンド状態（Ｓ３）からの復帰に伴って、ＳＡＴＡホストコントローラによるトレーニングが再度行われ、リンクが再確立されることにより、最大速度の３Ｇｂｐｓがリンク速度として再適用されることになる。

以上のように、本コンピュータは、１．５Ｇｂｐｓ→３Ｇｂｐｓ、または、３Ｇｂｐｓ→１．５Ｇｂｐｓのいずれについても、ＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度の切り替えを、オペレーティングシステムのシャットダウンを伴う再起動を行わず、所要時間が短く作業状態が保持されるサスペンド／レジュームで実施するので、作業状態を保持しつつコンピュータの動作環境を短期間で切り替えることを実現する。

なお、ここでは、サウスブリッジ４とＨＤＤ５とを接続するＳＡＴＡインタフェース７のリンク速度を切り替える例を説明したが、サスペンド／レジュームを利用して切替処理を実施する本発明の手法は、これに限られず、例えば、複数の動作モードを有するデバイスの動作モード切替に適用することが可能である。

つまり、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…ＣＰＵ、２…ノースブリッジ、３…主メモリ、４…サウスブリッジ、５…ＨＤＤ、６…ＥＣ、７…ＳＡＴＡインタフェース、４１…ＲＴＣ、４２…ＳＡＴＡホストコントローラ、６１，４１１…レジスタ。

Claims (8)

1. サスペンド／レジューム機能を有する情報処理装置において、
   第１のデータ転送速度または前記第１のデータ転送速度よりも低速な第２のデータ転送速度でデータ転送が可能なバスのデータ転送速度を前記第２のデータ転送速度に制限する制御手段を具備し、
   前記制御手段は、前記バスのデータ転送速度を制限する場合、前記情報処理装置をサスペンド状態に移行させ、かつ、当該サスペンド状態から即時的にレジュームさせる、
   情報処理装置。
2. 前記制御手段は、前記バスのデータ転送速度の制限を解除する場合、前記情報処理装置をサスペンド状態に移行させ、かつ、当該サスペンド状態から即時的にレジュームさせる請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記バスは、Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）規格に準拠するものである請求項１記載の情報処理装置。
4. 外部入力される電力により動作する状態からバッテリからの電力により動作する状態へと移行した場合に、前記第２のデータ転送速度に前記バスのデータ転送速度を制限するか否かの設定が可能な設定手段をさらに具備する請求項１記載の情報処理装置。
5. サスペンド／レジューム機能を有する情報処理装置におけるデータ転送速度設定方法であって、
   前記情報処理装置は、第１のデータ転送速度または前記第１のデータ転送速度よりも低速な第２のデータ転送速度でデータ転送が可能なバスのデータ転送速度を前記第２のデータ転送速度に制限する場合、サスペンド状態に移行し、かつ、当該サスペンド状態から即時的にレジュームするデータ転送速度設定方法。
6. 前記情報処理装置は、前記バスのデータ転送速度の制限を解除する場合、サスペンド状態に移行し、かつ、当該サスペンド状態から即時的にレジュームする請求項５記載のデータ転送速度設定方法。
7. 前記バスは、Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）規格に準拠するものである請求項５記載のデータ転送速度設定方法。
8. 前記情報処理装置は、外部入力される電力により動作する状態からバッテリからの電力により動作する状態へと移行した場合に、前記第２のデータ転送速度に前記バスのデータ転送速度を制限するか否かの設定が可能な請求項５記載のデータ転送速度設定方法。

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