控制系统和控制方法技术方案

一种控制系统和控制方法，包括：主存储设备存储多条数据；高速缓存存储主存储设备中的多条数据的一部分；电源单元提供电源；检测器检测处理设备是否处于不执行处理的空闲状态；估计单元估计表示空闲状态继续的时段的空闲时段；判断单元当检测到空闲状态时确定在执行存储在高速缓存中的数据之中需要被回写到主存储设备的数据回写并停止向高速缓存供应电力时的第一功耗量是否小于不执行数据回写并且向高速缓存的电力供应在空闲时段内持续时的第二功耗量；控制器当第一功耗量确定为小于第二功耗量时执行数据的回写以停止从电源单元向高速缓存供应电力，但当第一功耗量确定为大于第二功耗量时，继续从电源单元向高速缓存供应电力而不执行数据回写。

【技术实现步骤摘要】

此处所描述的各实施例一般涉及。
技术介绍
近年来，在诸如移动电话、平板(slate)设备或写字板(tablet)終端之类的广泛地被用作信息设备的计算器系统中以及诸如超级计算机之类的大規模系统中，降低系统功耗已经变为ー个重要问题。作为降低功耗的方法，例如，仅向需要电カ的部分(単元)提供电力的电カ门控技术是已知的。例如，在计算器系统的处理器不运行的空闲状态下，可以通过停止向其中存储了用于处理器的处理的多条数据的一部分的高速缓存供应电カ来降低功耗。这里，由于高速缓存一般被配置为诸如RAM之类的易失性存储器，因此，当向高速缓存的电カ供应被停止时，存储在高速缓存中的全部数据都丢失。因此，当停止向高速缓存供应电カ时，需要执行回写过程，该过程包括将存储在高速缓存中的数据之中的被覆盖的数据(其内容与存储在主存储设备中的数据的内容不相同的数据)写回到主存储设备中。然而，与回写过程相关联的功耗量有时可以大于当不停止向高速缓存提供电カ时的功耗量。在此情况下，执行回写过程以停止向高速缓存提供电カ不会导致功耗量的降低。即，在其中在空闲状态始终执行回写过程以停止向高速缓存提供电カ的配置中，存在难以有效地降低功耗量的问题。
技术实现思路
各实施例的目标是提供能够有效地降低功耗量的控制系统。根据ー个实施例，控制系统包括处理设备、主存储设备、高速缓存、电源単元、检测器、估计单元、判断単元，以及控制器。处理设备被配置成处理数据。主存储设备被配置成在其中存储多条数据。高速缓存被配置成在其中存储了存储在主存储设备中的多条数据的一部分。电源单元被配置成提供电源。检测器被配置成检测处理设备是否处于其中处理设备不执行处理的空闲状态。估计单元被配置成估计表示空闲状态继续的时段的空闲时段。判断単元被配置成当检测到空闲状态时，确定在执行存储在高速缓存中的数据之中的需要被回写到主存储设备的数据的回写并停止向高速缓存的电カ供应时的第一功耗量是否小于在不执行数据的回写并且向高速缓存的电カ供应在空闲时段内继续时的第二功耗量。控制器被配置成，当第一功耗量被确定为小于第二功耗量时，执行数据的回写以停止从电源単元向高速缓存的电カ供应，但是当第一功耗量被确定为大于第二功耗量时，继续从电源単元向高速缓存的电カ供应而不执行数据的回写。根据上文所描述的控制系统，可以有效地降低功耗量。附图说明图1是根据第一实施例的控制系统的示例性框图；图2是示出了根据第一实施例的高速缓存的配置示例的示例性图示；图3是根据第一实施例的控制系统的示例性功能框图；图4是示出了根据第一实施例的第一功耗量和第二功耗量之间的关系的示例性图示；图5是示出了根据第一实施例的电源控制过程的示例的示例性流程图；图6是示出了根据第一实施例的重新启动过程的示例的示例性流程图；图7是示出了根据第二实施例的高速缓存的配置示例的示例性图示；图8是根据第二实施例的控制系统的示例性功能框图；图9是示出了根据第二实施例的第一交换过程的示例的示例性流程图；以及图10是示出了根据第二实施例的第二交换过程的示例的示例性流程图。具体实施例方式下面将參考各个附图描述各实施例。第一实施例图1是示出了根据第一实施例的控制系统100的配置示例的框图。如图1所示，控制系统100被配置成包括处理设备10、高速缓存20、主存储设备30，以及提供电源的电源单元40。高速缓存20和主存储设备30通过总线110来连接。虽然未详细地示出，本实施例的控制系统100还包括诸如ROM、HDD或SSD之类的外部存储设备、诸如显示器之类的显示设备、诸如鼠标或键盘之类的输入设备，以及通信I/F设备，以便具有使用通用计算机的硬件配置。处理设备10处理数据。处理设备10执行各种类型的处理，并控制整个控制系统100的操作。处理设备10可被配置成诸如，例如，中央处理单元(CPU)之类的控制设备。主存储设备30存储用于由处理设备10执行的处理的多条数据。高速缓存20中存储了存储在主存储设备30中的多条数据的一部分。高速缓存20被配置为诸如例如静态随机存取存储器(静态RAM)之类的易失性存储器，并且当停电时，存储在其中的内容丢失。图2是示出高速缓存20的配置示例的示例性框图。如图2所示，高速缓存20包括用于在其中存储有效比特21、脏比特22，以及地址23的标记存储器阵列24，用于在其中存储要被缓存的数据25的数据存储器阵列26 (以下称为“缓存数据”)，以及脏比特计数器27。高速缓存20在其中以条目28为单位来存储数据，每ー个条目28都包括有效比特21、脏比特22、地址23，以及缓存数据25。有效比特21表示相对应的条目28的缓存数据25是否有效。在图2的示例中，当相对应的条目28的缓存数据25有效时，有效比特21被设置为“I”。当缓存数据25无效时，有效比特21被设置为“O”。脏比特22表示相对应的条目28的缓存数据25是否与存储在主存储设备30中通过相对应的条目28的地址23来表示的位置处的数据相同。在图2的示例中，当相对应的条目28的缓存数据25与存储在主存储设备30中通过相对应的条目28的地址23来表示的位置处的数据不同吋，脏比特22被设置为“I”。另ー方面，当相对应的条目28的缓存数据25与存储在主存储设备30中通过相对应的条目28的地址23来表示的位置处的数据相同吋，脏比特22被设置为“O”。例如，当发出数据传输命令(存储命令)以便某一条目28的缓存数据25被覆盖时，条目28的脏比特22被设置为“I”。換言之，脏比特22可以被视为表示相对应的条目28的缓存数据25是否是需要被回写到主存储设备30的数据的信息。地址23表示主存储设备30中的相对应的条目28的缓存数据25要被存储到的位置。脏比特计数器27计数其中脏比特22被设置为“I”的条目28的总数。S卩，脏比特计数器27计数缓存数据25之中的需要被回写到主存储设备30的缓存数据25的总条数。 图3是示出了当处理设备10执行存储在HDD (未示出)等中的程序时实现的功能的示例性框图。S卩，图3可以被视为控制系统100的功能框图。如图3所示，控制系统100的功能包括检测器51、估计单元52、判断単元53、控制器54，以及再启动单元55。至少部分的这些功能可以作为各个电路(硬件)来实现。检测器51检测处理设备10是否处于它不执行处理的空闲状态。估计单元52估计表示空闲状态继续的时段的空闲时段。通过估计単元52来估计空闲时段的方法是可选的。例如，将考虑当诸如键的设备处于操作输入等待状态时处理设备10进入空闲状态的情况。虽然在输入设备的操作时有个体差异，但是，同一个人的输入时序被视为基本上相同。因此，可以根据以前的输入操作的历史来计算输入操作的间隔的平均值(称为平均间隔)，通过从计算出的平均间隔减去接收到以前的输入操作之后的消逝时间而获得的值可以被估计为空闲时段。例如，如果过去的三个输入操作的间隔是500ms、450ms，以及550ms，并且接收到前ー输入操作之后的消逝时间是100ms，{(500+450+550) /3-100} X 1000=400, 000 Usec可以被估计为空闲时段。当由检测器51检测到空闲状态时，判断单元53执行存储在高速缓存20中的缓存数据25之中的需要被回写到主存储设备30中的缓存数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，包括：被配置成处理数据的处理设备；被配置成在其中存储多条数据的主存储设备；被配置成在其中存储了存储在所述主存储设备中的所述多条数据的一部分的高速缓存；被配置成供电的电源单元；被配置成检测所述处理设备是否处于其中处理设备不执行处理的空闲状态的检测器；被配置成估计表示所述空闲状态继续的时段的空闲时段的估计单元；判断单元，所述判断单元被配置成当检测到所述空闲状态时，判断在执行所述存储在所述高速缓存中的数据之中的需要被回写到所述主存储设备的数据的回写并停止向所述高速缓存供应电力时的第一功耗量是否小于在不执行所述数据的回写并且向所述高速缓存的电力供应在所述空闲时段内继续时的第二功耗量；以及控制器，所述控制器被配置成，当所述第一功耗量被确定为小于所述第二功耗量时，执行数据的回写以停止从所述电源单元向所述高速缓存供应电力，但是当所述第一功耗量被确定为大于所述第二功耗量时，继续从所述电源单元向所述高速缓存供应电力而不执行数据的回写。

【技术特征摘要】
2011.09.22 JP 2011-2078071.一种控制系统，包括被配置成处理数据的处理设备；被配置成在其中存储多条数据的主存储设备；被配置成在其中存储了存储在所述主存储设备中的所述多条数据的一部分的高速缓存；被配置成供电的电源单元；被配置成检测所述处理设备是否处于其中处理设备不执行处理的空闲状态的检测器；被配置成估计表示所述空闲状态继续的时段的空闲时段的估计单元；判断单元，所述判断单元被配置成当检测到所述空闲状态时，判断在执行所述存储在所述高速缓存中的数据之中的需要被回写到所述主存储设备的数据的回写并停止向所述高速缓存供应电力时的第一功耗量是否小于在不执行所述数据的回写并且向所述高速缓存的电力供应在所述空闲时段内继续时的第二功耗量；以及控制器，所述控制器被配置成，当所述第一功耗量被确定为小于所述第二功耗量时，执行数据的回写以停止从所述电源单元向所述高速缓存供应电力，但是当所述第一功耗量被确定为大于所述第二功耗量时，继续从所述电源单元向所述高速缓存供应电力而不执行数据的回写。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述判断单元使用所述存储在所述高速缓存中的数据之中的需要被回写到所述主存储设备的所述数据总条数以及所述空闲时段来确定所述第一功耗量是否小于所述第二功耗量。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一功耗量通过表不式(I)来表达El=PwX (Twl XffB)+C(I)其中，El是第一功耗量，Pw是当执行回写时的平均功耗量，Twl是回写一条数据所需的平均时长，WB是需要被回写的数据的总条数，而C是与当在向所述高速缓存的电力供应被停止之后重新启动电力供应时发生的开销对应的功耗量，以及所述第二功耗量通过表示式(2)来表达E2=Po X T(2)其中，E2是第二功耗量，Po是当向所述高速缓存提供电力时的平均功耗量，而T是所述空闲时段。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述判断单元确定当满足表示式(3)时所述第一功耗量小于所述第二功耗量WB<(Po/Pw/Twl)XT-(C/Pw/Twl) (3)。5.根据权利要求1所述的系统,其中所述高速缓存是包括多个存储器区域的组相联高速缓存，其中存储了数据的每个存储器区域都被分配给多个路中的每一路，并且对于对应于各自的路的每个存储器区域执行从所述电源单元向所述高速缓存的电力供应，对于对应于所述各自的路的每个存储器区域，所述判断单元确定所述第一功耗量是否小于所述第二功耗量，以及当所述第一功耗量被确定为小于所述第二功耗量时，所述控制器执行数据的回写以停止从所述电源单元向存储器区域供应电力，并且当所述第一功耗量被确定为大于所述第二功耗量时，所述控制器不执行所述数据的回写以继续从所述电源单元向存储器区域供应电力。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述高速缓存包括分配给第一路的第一存储器区域以及分配给第二路的第二存储器区域，以及所述控制系统还包括交换单元，所述交换单元被配置成，当存储在所述第一存储器区域的预先确定的条目中的数据是需要被回写到所述主存储设备的数据，并且存储在所述第二存储器区域的预先确定的条目中的数据不是需要被回写到所述主存储设备的数据时...

【专利技术属性】
技术研发人员：樽家昌也，藤崎浩一，春木洋美，金井达德，外山春彦，木村哲郎，濑川淳一，城田祐介，白井智，柴田章博，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：