基于上下文信息的電力和負(fù)載管理的制作方法
【專利摘要】在此描述了基于諸如位置、負(fù)載、可用替換、電力成本和帶寬成本之類的因素來作出與設(shè)備電力使用有關(guān)的決策的電力上下文系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了與使用設(shè)備的情況有關(guān)的上下文知識。通過使用位置上下文，設(shè)備可作出與以下各項(xiàng)有關(guān)的更智能的決策：判定哪些過程要遷移到云、在各應(yīng)用間進(jìn)行負(fù)載平衡、以及取決于用戶距電源有多遠(yuǎn)來切換到省電模式。當(dāng)云變得被更頻繁地使用時(shí)，通過利用分布式數(shù)據(jù)倉庫取決于諸如可訪問性、場所和電力成本之類的因素將各過程移動到世界各地的不同位置來進(jìn)行負(fù)載平衡是電力管理的考量。對移動設(shè)備的電力管理日益變得重要，同時(shí)與云集成產(chǎn)生了設(shè)備能夠可靠地訪問和持久保持?jǐn)?shù)據(jù)的期望。
【專利說明】基于上下文信息的電力和負(fù)載管理
[0001]背景
[0002]從移動電話到數(shù)據(jù)中心，能量效率越來越成為重要的區(qū)別之處。顧客愿意為更持久的移動設(shè)備體驗(yàn)支付額外費(fèi)用，而且渴望從這些相同設(shè)備獲取提升的性能。在該規(guī)模的另一端，數(shù)據(jù)中心繼續(xù)擴(kuò)大計(jì)算能力，然而面臨對于什么可被有效地冷卻的熱限制。另外，公眾越來越意識到能量使用和能量使用的環(huán)境影響。因此，在許多類型的計(jì)算系統(tǒng)中，對能力進(jìn)行高效使用是較高優(yōu)先級的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
[0003]隨著移動設(shè)備變得普遍存在，電力管理和與云集成對于提供不間斷的訪問及持久保存移動設(shè)備上的數(shù)據(jù)而言變得日益重要。當(dāng)今，移動設(shè)備通常具有相對較少的電力狀態(tài)。設(shè)備要么處于使用中并以滿電力操作，要么處于待機(jī)或空閑狀態(tài)并以低電力操作。如果電池較低，則設(shè)備可采取某些步驟來減少電力使用，諸如使屏幕變暗。然而，這樣的動作可能干擾用戶對設(shè)備的使用。
[0004]數(shù)據(jù)中心面臨類似的問題。在某些情況下，某組織操作多個數(shù)據(jù)中心，并具有基于特定規(guī)范來將計(jì)算請求路由到一個以上數(shù)據(jù)中心的靈活性。例如，數(shù)據(jù)中心操作者可能能夠僅將與數(shù)據(jù)中心所具有的計(jì)算和冷卻能力一樣多的請求路由到數(shù)據(jù)中心。隨后，操作者可以將任何溢出請求發(fā)送到處于另一位置的另一數(shù)據(jù)中心。
[0005]在這些情況下作出的決策通常未被最優(yōu)地作出的，因?yàn)檫@些決策是在沒有使用對該情況的完整知識的情況下作出的。例如，數(shù)據(jù)中心可能沒有預(yù)測到基于時(shí)刻，客戶機(jī)請求將顯著下降，使得不需要卸載工作或僅臨時(shí)需要卸載工作。同樣，移動設(shè)備可能沒有預(yù)測到用戶打算在10分鐘內(nèi)將該設(shè)備插入電源，使得現(xiàn)有的電池壽命量即便較低但也足以允許用戶使用該設(shè)備的所有能力。這些決策不能導(dǎo)致與利用更智能的設(shè)備或者通過使用對這些設(shè)備在其中操作的環(huán)境可用的全面上下文知識集合所能夠?qū)崿F(xiàn)的同樣合乎需要的結(jié)果。
[0006]概述
[0007]在此描述了基于諸如位置、負(fù)載、可用替換、電力成本和帶寬成本之類的因素來作出與設(shè)備電力使用有關(guān)的決策的電力上下文系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了與使用設(shè)備的情況有關(guān)的上下文知識。通過使用位置上下文，設(shè)備可作出與以下各項(xiàng)有關(guān)的更智能的決策:判定哪些過程要遷移到云、在各應(yīng)用間進(jìn)行負(fù)載平衡、以及取決于用戶距電源有多遠(yuǎn)來切換到省電模式。當(dāng)云變得被更頻繁地使用時(shí)，通過利用分布式數(shù)據(jù)倉庫取決于諸如可訪問性、場所和電力成本之類的因素將各過程移動到世界各地的不同位置來進(jìn)行負(fù)載平衡是電力管理的考量。對移動設(shè)備的電力管理正隨著移動設(shè)備的普及度而變得越來越重要，并且與云集成產(chǎn)生了對設(shè)備能夠可靠地訪問及持久保存數(shù)據(jù)的期望。作出取決于環(huán)境上下文、系統(tǒng)中可用的資源的上下文來管理電力以及將處理器昂貴的計(jì)算卸載到云以便省電的智能決策的設(shè)備對用戶更有用。因此，電力上下文系統(tǒng)可以提供更低的數(shù)據(jù)中心成本、延長的移動電池壽命、以及更令人滿意的用戶體驗(yàn)。
[0008]提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的選擇的概念。本概述并不旨在標(biāo)識所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。[0009]附圖簡述
[0010]圖1是示出在一個實(shí)施例中的電力上下文系統(tǒng)的各組件的框圖。
[0011]圖2是示出在一個實(shí)施例中的電力上下文系統(tǒng)基于位置來管理計(jì)算設(shè)備中的電力的過程的流程圖。
[0012]圖3是示出在一個實(shí)施例中的電力上下文系統(tǒng)將計(jì)算負(fù)載從一個計(jì)算設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一計(jì)算設(shè)備的過程的流程圖。
[0013]詳細(xì)描述
[0014]在此描述了基于諸如位置、負(fù)載、可用替換、電力成本和帶寬成本之類的因素來作出與設(shè)備電力使用有關(guān)的決策的電力上下文系統(tǒng)。與先前的設(shè)備相比，該系統(tǒng)更智能，因?yàn)樵撓到y(tǒng)結(jié)合了與使用設(shè)備的情況有關(guān)的上下文知識。通過使用位置上下文，設(shè)備可以作出與以下各項(xiàng)有關(guān)的更智能的決策:判定哪些過程要遷移到云、在各應(yīng)用之間進(jìn)行負(fù)載平衡、取決于用戶距電源有多遠(yuǎn)(其中，“遠(yuǎn)”可以是地理距離，或者到預(yù)期用戶將在可用電源附近為止的時(shí)間)來切換到省電模式。例如，與用戶正行進(jìn)遠(yuǎn)離電源的情況相比，在用戶正在移動設(shè)備上以低電池運(yùn)行處理密集的應(yīng)用，但是基于用戶的位置，用戶很快就要到其中可以向該設(shè)備充電的家的情況下，用戶可以采取更不省電的動作。類似地，如果數(shù)據(jù)中心服務(wù)器在高峰電力成本期間正在某地區(qū)中處理負(fù)載，而另一數(shù)據(jù)中心正以非高峰電力成本在世界上的另一部分處可用，則服務(wù)器可以將該負(fù)載轉(zhuǎn)移到具有較低電力成本的該另一數(shù)據(jù)中心。將這些替換的可用性以及上下文信息考慮在系統(tǒng)所作出的決策內(nèi)。
[0015]電力上下文系統(tǒng)作出與電力成本有關(guān)的決策。在移動設(shè)備場景中，電力成本是該設(shè)備將停止工作的成本。在數(shù)據(jù)中心場景中，該成本是美元。該系統(tǒng)的一個任務(wù)是使用各種上下文信息和外部因素來確定為了優(yōu)化電力成本要做什么。如果廉價(jià)的電源正接近可用，或者(例如，數(shù)據(jù)中心中的)電力成本將要減少，則決策可以是繼續(xù)這么做。否則，決策可以是遷移到電力成本較低的另一“節(jié)點(diǎn)”。電話可以將工作負(fù)載遷移到數(shù)據(jù)中心，并且數(shù)據(jù)中心可將其遷移到另一數(shù)據(jù)中心(或該電話)。
[0016]設(shè)備還可以基于位置和歷史知識/數(shù)據(jù)來作出與要做出哪個數(shù)據(jù)連接有關(guān)的更智能的決策。例如，如果用戶接近家/辦公室，則設(shè)備可停止通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)下載，并等待直到較高帶寬的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)連接可用。某些設(shè)備也限制通過某些網(wǎng)絡(luò)的下載尺寸，而等待可允許較大的文件被下載。如果設(shè)備知道較佳的連接很快將可用，則該設(shè)備就將該下載排隊(duì)以便一旦該合適的網(wǎng)絡(luò)可用就開始。
[0017]當(dāng)云變得被更頻繁使用時(shí)，通過利用分布式數(shù)據(jù)倉庫取決于諸如可訪問性、場所和電力成本之類的因素將各過程移動到世界中的不同位置來進(jìn)行負(fù)載平衡是電力管理的考量。對移動設(shè)備的電力管理正隨著移動設(shè)備的普及度而變得越來越重要，并且與云集成導(dǎo)致對設(shè)備能夠可靠地訪問及持久保存數(shù)據(jù)的期望。作出取決于環(huán)境上下文、系統(tǒng)中可用的資源的上下文來管理電力以及將大量消耗處理器的計(jì)算卸載到云以便省電的智能決策的設(shè)備對用戶更有用。遷移也可以以其他方向發(fā)生，其中云將工作卸載到一個其他設(shè)備或其他設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(例如，像SETI項(xiàng)目)。因此，電力上下文系統(tǒng)可以提供更低的數(shù)據(jù)中心成本、延長的移動電池壽命、以及更令人滿意的用戶體驗(yàn)。
[0018]對于移動設(shè)備，應(yīng)用和資源的有效電力管理有助于延長設(shè)備的電池壽命。當(dāng)移動設(shè)備被插上電源或被完全充電時(shí)，應(yīng)用可以請求更高的計(jì)算能力。然而，當(dāng)電池電力較低時(shí)，對高計(jì)算能力的連續(xù)使用將快速耗盡電池，從而導(dǎo)致潛在的數(shù)據(jù)損失或?qū)υ撛O(shè)備的中斷使用。因此，取決于移動系統(tǒng)可用的電力量，可允許執(zhí)行利用不同電力量的應(yīng)用?；谑录淖酉到y(tǒng)可有助于基于可用的電力在各應(yīng)用之間平衡計(jì)算負(fù)載。事件允許各應(yīng)用就所需的計(jì)算能力和存儲器資源的量以及應(yīng)用不在使用的可用資源的量進(jìn)行通信。該系統(tǒng)可以監(jiān)視各應(yīng)用之間的事件并進(jìn)行負(fù)載平衡，使得計(jì)算上昂貴的各應(yīng)用可在存在低電力時(shí)被掛起，且資源可在更多資源變得可用時(shí)被在各應(yīng)用之間重新分配。
[0019]電力上下文系統(tǒng)可以使用設(shè)備在地理上位于何處以及還要多久預(yù)期電源才可用的上下文來確定哪些應(yīng)用被允許運(yùn)行及哪些應(yīng)用被斷電。通常，計(jì)算上密集的應(yīng)用在電力較低時(shí)首先被斷電。然而，如果該設(shè)備可以利用其位置上下文和目的地，并可確定它在幾分鐘內(nèi)就會到家，在家里不昂貴的電源可用，則省電可能并不是必須的。結(jié)果，計(jì)算上昂貴的應(yīng)用可繼續(xù)運(yùn)行，而不管該低電力系統(tǒng)狀態(tài)。利用位置上下文可允許設(shè)備動態(tài)地作出更智能的決策，并預(yù)測它是否需要省電。此外，與替換資源(諸如設(shè)備可訪問的云)的可用性有關(guān)的上下文信息可允許該設(shè)備將計(jì)算上密集的任務(wù)卸載到云，同時(shí)該設(shè)備被置為休眠或被允許運(yùn)行其他應(yīng)用?；谠O(shè)備的位置，用戶可能能夠在處于后續(xù)位置(例如，用戶工作時(shí)的臺式計(jì)算機(jī))的另一設(shè)備處或者在移動設(shè)備連接到電源后在該移動設(shè)備上接收所卸載的工作的結(jié)果。
[0020]電力上下文系統(tǒng)還可以基于感測環(huán)境使用試探法來確定何時(shí)應(yīng)基于當(dāng)前電力/位置/使用模型來訪問各個設(shè)備子系統(tǒng)。對內(nèi)核的系統(tǒng)調(diào)用比其他調(diào)用更為在計(jì)算上昂貴。內(nèi)核和傳感器之間的握手可被利用來管理各應(yīng)用間的電力。例如，該系統(tǒng)可以在設(shè)備處于低電力狀態(tài)時(shí)允許較小子集的低電力傳感器操作，并且如果這些傳感器檢測到了某件重要的事，則該系統(tǒng)可將該設(shè)備喚醒到用于簡要處理較復(fù)雜事件的較高電力狀態(tài)中。在某些情況下，傳感器可以提供較低保真度、較低電力模式，在該模式中，可以為了某一感測詳盡性而犧牲低電力使用。這可以提供足夠好的信息，以檢測以更多的電力使用為代價(jià)而喚醒更多的傳感器以得到更高保真度的讀數(shù)是否值得。
[0021]到云的過程狀態(tài)遷移可用于卸載計(jì)算上昂貴的工作、提供在云中的存儲、或?qū)⒏鬟^程遷移到另一設(shè)備繼續(xù)處理(諸如從電話遷移到計(jì)算機(jī))。云可以用作作為移動設(shè)備的擴(kuò)展的虛擬化環(huán)境，并且可以與移動系統(tǒng)無縫集成以供進(jìn)行負(fù)載平衡。諸如后臺服務(wù)之類在該系統(tǒng)上運(yùn)行的過程可以被切換到從云運(yùn)行的虛擬化過程。
[0022]隨著云計(jì)算變得更普遍，對數(shù)據(jù)中心的電力管理也變成一個重要的問題。分布式數(shù)據(jù)中心之間的負(fù)載平衡過程可以基于電力成本。過程可以取決于電力成本在何處較便宜而被移動到不同的位置，或者處理可以被調(diào)度使得在高峰小時(shí)不進(jìn)行執(zhí)行。例如，日常的批處理可以被延遲，直到非高峰小時(shí)，以允許更便宜的電力成本、更多的處理，同時(shí)外部溫度更低(并且因此數(shù)據(jù)中心冷卻成本更低)等等。由于云計(jì)算是虛擬化環(huán)境，因此帶寬和安全性是要解決的重要問題。取決于場所、天氣和地理因素，數(shù)據(jù)可被限制于某些數(shù)據(jù)倉庫位置。例如，某些組織可被限制而不能將某數(shù)據(jù)存儲在特定國家，使得到這些國家中的數(shù)據(jù)中心的遷移被禁止。數(shù)據(jù)的訪問頻率也可以作為影響數(shù)據(jù)可被推送到的位置的因素。被頻繁訪問的數(shù)據(jù)可被保持在附近，而較不被頻繁訪問的數(shù)據(jù)可被移動到不可較快速訪問(并且較便宜或未被充分使用)的位置。
[0023]圖1是示出在一個實(shí)施例中電力上下文系統(tǒng)的組件的框圖。系統(tǒng)100包括電力狀態(tài)組件110、負(fù)載感測組件120、電力成本組件130、位置知曉組件140、決策引擎組件150、負(fù)載轉(zhuǎn)移組件160、電力節(jié)省組件170和應(yīng)用通信組件180。這些組件中的每個都在此予以更詳細(xì)討論。
[0024]電力狀態(tài)組件110維護(hù)描述計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前電力狀態(tài)的信息。例如，組件110包括移動設(shè)備是否正被積極地使用、處于休眠狀態(tài)、和已使背光/屏幕變暗等知識。對于數(shù)據(jù)中心，組件110包括性能計(jì)數(shù)器、操作系統(tǒng)電力狀態(tài)、和設(shè)備狀態(tài)的知識等。電力狀態(tài)組件110向系統(tǒng)100提供用于作出有關(guān)以下的決策的信息:是否進(jìn)入不同的電力狀態(tài)以及該設(shè)備目前使用了多少電力?；诮邮盏降氖褂酶嗷蚋匐娏Φ恼埱?，系統(tǒng)100可使用該信息將設(shè)備轉(zhuǎn)移到更高或更低的電力狀態(tài)。例如，如果用戶請求運(yùn)行處理密集的應(yīng)用并且該設(shè)備處于休眠狀態(tài)，則系統(tǒng)100可以判定喚醒該設(shè)備還是將該用戶請求推遲到另一時(shí)間(或另一設(shè)備或云)。
[0025]負(fù)載感測組件120感測由計(jì)算設(shè)備上的活動引發(fā)的一個或多個負(fù)載請求。負(fù)載可以來自消耗計(jì)算設(shè)備上的資源的客戶機(jī)請求、交互式用戶、應(yīng)用后臺任務(wù)、操作系統(tǒng)服務(wù)、批處理、或任何其他任務(wù)。負(fù)載感測組件120在負(fù)載開始時(shí)、預(yù)期到將來的負(fù)載時(shí)、負(fù)載完成時(shí)、以及在從一個負(fù)載級別到另一負(fù)載級別的潛在轉(zhuǎn)移的其他時(shí)間處提供信息。系統(tǒng)100使用該信息來在該設(shè)備的各可用電力狀態(tài)之間進(jìn)行選擇，并確定是否將使用替換設(shè)備通過將負(fù)載轉(zhuǎn)移到該替換設(shè)備來處理該負(fù)載的全部或部分。例如，經(jīng)歷高負(fù)載(及相應(yīng)的高電力成本)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以將部分負(fù)載轉(zhuǎn)移到另一數(shù)據(jù)中心來完成。
[0026]電力成本組件130確定計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前電力成本和將來電力成本。組件130可以從標(biāo)識高峰時(shí)刻和非高峰時(shí)刻或其他電力成本等級的各設(shè)施或管理員處接收信息。組件130還可以接收標(biāo)識計(jì)算設(shè)備的地理位置的信息、每天的溫度信息和影響電力成本的其他信息。對于移動設(shè)備來說，組件130可以與位置知曉組件140協(xié)調(diào)以知道目前位置中的電力成本比照(versus)預(yù)期的后續(xù)位置中的電力成本。成本可以包括金融成本以及獲得更多電力的努力、和移送設(shè)備中的電池使用以及線繩電力使用之間的差異(例如，前者可以是受限的，而后者并不受限)等等。
[0027]位置知曉組件140確定計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前位置，并確定該設(shè)備的一個或多個潛在的后續(xù)位置。組件140可以訪問安裝在該設(shè)備中的全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)硬件、蜂窩塔信息、W1-Fi信息、或用于三角剖分或確定設(shè)備的位置的其他位置數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心也可以通過顯式配置信息或通過外部可用信息(諸如，GPS, W1-Fi或其他信號)而具有位置知曉。如今，某些數(shù)據(jù)中心甚至是可移動的，包括那些容納在通過車輛來移動的容器中的數(shù)據(jù)中心。此外，組件140可訪問與設(shè)備的用戶相關(guān)聯(lián)的電子日歷，以確定對于將來的約會設(shè)備可處于的位置。組件140還可以跟蹤歷史信息，并趨于確定用戶的習(xí)慣以及用戶在任何特定時(shí)間可將該設(shè)備帶到何處。例如，如果設(shè)備的目前位置處于用戶在每天幾乎相同的時(shí)間將該設(shè)備帶到的位置附近，則組件140可以確定該設(shè)備很快將處于該日常目的地。目的地可以是用戶的家或辦公室，并且可以是該設(shè)備通常具有對附加的電力、通信或處理資源的訪問的位置。該信息被決策引擎組件150考慮在內(nèi)以確定如何管理該設(shè)備。
[0028]決策引擎組件150從其他組件接收信息，并作出與計(jì)算設(shè)備的電力狀態(tài)以及是否將負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備有關(guān)的決策。決策引擎組件150可以使用各種各樣的試探法、簡檔、策略和其他信息或方法來作出與如何管理該設(shè)備有關(guān)的決策。在某些情況下，管理員為與組織或業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的各設(shè)備開發(fā)電力策略。例如，該策略可以指示決策引擎組件150將在用戶遠(yuǎn)離電源時(shí)(例如，通過卸載工作或進(jìn)入較低電力狀態(tài))最大化電池壽命，并在用戶在電源附近時(shí)最大化處理能力。對于數(shù)據(jù)中心，策略可指示組件150將通過在可能時(shí)將工作卸載到非高峰數(shù)據(jù)中心來最小化電力成本、熱量標(biāo)高和/或帶寬成本。決策引擎組件150調(diào)用負(fù)載轉(zhuǎn)移組件160和電力節(jié)省組件170來實(shí)施決策并采取其他動作。
[0029]負(fù)載轉(zhuǎn)移組件160將計(jì)算負(fù)載從計(jì)算設(shè)備轉(zhuǎn)移到輔助計(jì)算設(shè)備。在某些情況下，計(jì)算設(shè)備是移動設(shè)備，而輔助計(jì)算設(shè)備是可以代表該移動設(shè)備來執(zhí)行處理任務(wù)的數(shù)據(jù)中心或云服務(wù)器。在其他情況下，計(jì)算設(shè)備可以是數(shù)據(jù)中心服務(wù)器本身，而輔助計(jì)算設(shè)備可以是另一數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、分布式移動設(shè)備網(wǎng)絡(luò)、家庭服務(wù)器、或任何其他計(jì)算資源。負(fù)載轉(zhuǎn)移旨在尋找用于以低成本、低電力使用或?yàn)闈M足其他目標(biāo)而處理負(fù)載的較好場所。轉(zhuǎn)移可包括轉(zhuǎn)移整個過程，或轉(zhuǎn)移過程的可被劃分或分發(fā)的各部分。
[0030]電力節(jié)省組件170將計(jì)算設(shè)備從當(dāng)前電力狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一電力狀態(tài)，或防止從當(dāng)前電力狀態(tài)開始的轉(zhuǎn)移。在某些情況下，組件170可通過防止轉(zhuǎn)移來覆蓋設(shè)備要轉(zhuǎn)移電力狀態(tài)的默認(rèn)行為。例如，該決策可基于對附加電力的、基于位置的預(yù)期后續(xù)訪問。在其他情況下，組件170可以基于從決策引擎組件150接收到的指令(包括基于位置、電力成本、和可用替換等等的那些指令)來將設(shè)備從較高電力狀態(tài)轉(zhuǎn)移到較低電力狀態(tài)，或反之亦然。
[0031]應(yīng)用通信組件180可選地提供在計(jì)算設(shè)備上操作的應(yīng)用之間的基于事件的通信設(shè)施，以協(xié)調(diào)計(jì)算設(shè)備上的電力需求和可用性。由計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的許多任務(wù)是可選的，并且可被推遲到另一時(shí)間而不會挫敗該任務(wù)的目的。例如，計(jì)算設(shè)備可以例行地執(zhí)行批處理、系統(tǒng)維護(hù)、或其他任務(wù)，但對其執(zhí)行不具有特定的最終期限。因此，如果系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)與它想要運(yùn)行但不想要任何響應(yīng)的其他應(yīng)用通信，則它可以運(yùn)行而不干擾其他應(yīng)用。另一方面，如果另一應(yīng)用指示它在處理密集工作或者想要使用最后的可用電力量，則維護(hù)任務(wù)可以推遲其工作以使得電力或資源對該另一應(yīng)用可用。
[0032]在其上面實(shí)現(xiàn)了電力上下文系統(tǒng)的計(jì)算設(shè)備可包括中央處理單元、存儲器、輸入設(shè)備(例如，鍵盤和指示設(shè)備)、輸出設(shè)備(例如，顯示設(shè)備)，以及存儲設(shè)備(例如，磁盤驅(qū)動器或其他非易失性存儲介質(zhì))。存儲器和存儲設(shè)備是可以是編碼有實(shí)現(xiàn)或啟用該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(如軟件)的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。此外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和消息結(jié)構(gòu)可被存儲或經(jīng)由諸如通信鏈路上的信號等數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)傳送?？梢允褂酶鞣N通信鏈路，諸如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、點(diǎn)對點(diǎn)撥號連接、蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)等。
[0033]該系統(tǒng)的實(shí)施例可以在各種操作環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，這些操作環(huán)境包括個人計(jì)算機(jī)、月艮務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持式或膝上型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、可編程消費(fèi)電子產(chǎn)品、數(shù)碼相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包括上述系統(tǒng)或設(shè)備等中任一種的分布式計(jì)算環(huán)境、機(jī)頂盒、片上系統(tǒng)(SOC)等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是蜂窩電話、個人數(shù)字助理、智能電話、個人計(jì)算機(jī)、可編程消費(fèi)電子設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)等。
[0034]該系統(tǒng)可以在由一個或多個計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備執(zhí)行的諸如程序模塊等計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的通用上下文中描述。一般而言，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。通常，程序模塊的功能可在各個實(shí)施例中按需進(jìn)行組合或分布。
[0035]圖2是示出在一個實(shí)施例中的電力上下文系統(tǒng)基于位置來管理計(jì)算設(shè)備中的電力的過程的流程圖。
[0036]在框210處開始，系統(tǒng)檢測到在計(jì)算設(shè)備上調(diào)用的電力密集的任務(wù)。例如，用戶可以運(yùn)行應(yīng)用或請求信息，應(yīng)用可以請求執(zhí)行后臺或其他處理，操作系統(tǒng)的服務(wù)可以請求執(zhí)行系統(tǒng)維護(hù)等。系統(tǒng)可以從應(yīng)用或其他源接收描述任務(wù)的資源需求的信息，諸如處理量、存儲器、帶寬或?qū)⑹褂玫钠渌Y源?；谠撔畔?，系統(tǒng)可以確定允許該任務(wù)全部運(yùn)行，還是在另一設(shè)備處遠(yuǎn)程地運(yùn)行該任務(wù)。
[0037]在框220繼續(xù)，系統(tǒng)確定計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前電力狀態(tài)。例如，電力狀態(tài)可以包括處理器的電壓級別、被打開和關(guān)閉的存儲器排、屏幕亮度或背光狀態(tài)、及一個或多個傳感器和通信硬件是否被上電等。系統(tǒng)從設(shè)備收集電力狀態(tài)信息，并可查詢應(yīng)用以確定當(dāng)前所預(yù)期的完成現(xiàn)有任務(wù)的電力狀態(tài)?；谠撾娏顟B(tài)，系統(tǒng)可以確定要將該設(shè)備轉(zhuǎn)移到的新電力狀態(tài)，或者可以確定添加新請求的任務(wù)是否會使該設(shè)備過載或使用太多電力。
[0038]在框230中繼續(xù)，系統(tǒng)確定設(shè)備的位置及與附加的電力和/或計(jì)算資源的鄰近度。位置可以包括有助于系統(tǒng)確定電力可用性以確定設(shè)備的當(dāng)前電力級別是否足以完成干預(yù)任務(wù)并確定其他設(shè)備是否可能更高效地處理該任務(wù)(例如，基于其位置處的較低電力成本)的GPS位置、概念位置(例如，離家5英里)、地址或其他信息。
[0039]在塊240中繼續(xù)，系統(tǒng)標(biāo)識用于執(zhí)行所請求任務(wù)的一個或多個替換設(shè)備。例如，系統(tǒng)可確定:到數(shù)據(jù)中心或云的連接是否可用、其他設(shè)備是否處于使用藍(lán)牙或其他通信協(xié)議的鄰近度內(nèi)、該設(shè)備是否與另一計(jì)算設(shè)備接駁或栓連、帶寬成本(例如，基于移動數(shù)據(jù)計(jì)劃或數(shù)據(jù)中心帶寬成本)等等。系統(tǒng)還可以請求描述替換計(jì)算資源的可用性和電力成本的信息，使得決策引擎可以確定是否定位處理任務(wù)以管理效率和成本。
[0040]在框250中繼續(xù)，該系統(tǒng)基于所確定的該設(shè)備的位置和其他接收到的信息來采取基于電力的動作來管理計(jì)算設(shè)備。該動作可包括將該設(shè)備的當(dāng)前電力狀態(tài)轉(zhuǎn)移成另一電力狀態(tài)、防止轉(zhuǎn)移該設(shè)備的電力狀態(tài)、以及將計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行的所請求任務(wù)或其他負(fù)載轉(zhuǎn)移至一個或多個替換計(jì)算設(shè)備等等。系統(tǒng)選擇將向計(jì)算設(shè)備的一個或多個用戶提供最佳的可能體驗(yàn)，同時(shí)高效地使用電力和管理成本的動作。所采取的動作可以基于系統(tǒng)管理員所定義的或設(shè)備用戶所指定的一個或多個策略，以符合組織或用戶的特定目標(biāo)。在框250之后，這些步驟結(jié)束。
[0041]圖3是示出在一個實(shí)施例中的電力上下文系統(tǒng)將計(jì)算負(fù)載從一個計(jì)算設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一計(jì)算設(shè)備的過程的流程圖。
[0042]在框310開始，系統(tǒng)接收執(zhí)行將在計(jì)算設(shè)備的一個或多個資源上產(chǎn)生計(jì)算負(fù)載的任務(wù)的請求。例如，用戶可以啟動一應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心可以實(shí)例化用于處理用戶請求的服務(wù)器過程，等等。系統(tǒng)可以使用試探法或接收到的信息來確定與所請求的負(fù)載相關(guān)聯(lián)的級別并標(biāo)識出該負(fù)載將消耗哪些資源。系統(tǒng)使用這個或其他信息來確定要在本地、在遠(yuǎn)程還是以這兩者的結(jié)合執(zhí)行負(fù)載。
[0043]在框320繼續(xù)，系統(tǒng)確定與計(jì)算設(shè)備相關(guān)聯(lián)的位置，該計(jì)算設(shè)備確定附加的電力和/或計(jì)算資源的可用性。該位置可包括有助于該系統(tǒng)確定電力可用性以確定該設(shè)備的當(dāng)前電力級別是否足以完成干預(yù)任務(wù)并確定其他設(shè)備是否可能更高效地處理該任務(wù)(例如基于其位置處的較低電力成本)的GPS位置、概念位置(例如，離家有5分鐘)、地址、或其他信息。在某些情況下，位置信息包括確定:到用于完成該任務(wù)的遠(yuǎn)程位置的連接的等待時(shí)間和帶寬；該系統(tǒng)在遠(yuǎn)程而非本地執(zhí)行該任務(wù)的情況下，完成該任務(wù)的預(yù)期持續(xù)時(shí)間，等等。
[0044]在塊330中繼續(xù)，系統(tǒng)標(biāo)識出用于執(zhí)行所請求的任務(wù)的一個或多個替換設(shè)備。例如，系統(tǒng)可確定:到數(shù)據(jù)中心或云的連接是否可用、其他設(shè)備是否處于使用藍(lán)牙或其他通信協(xié)議的鄰近度內(nèi)、該設(shè)備是否與另一計(jì)算設(shè)備接駁或栓連、和帶寬成本等。系統(tǒng)還可以請求描述替換計(jì)算資源的可用性和電力成本的信息，使得決策引擎可以確定是否定位處理任務(wù)以管理效率和成本。
[0045]在框340中繼續(xù)，系統(tǒng)確定用于在計(jì)算設(shè)備的本地以及在標(biāo)識出的替換中的一個或多個處執(zhí)行所請求的負(fù)載的電力成本。電力成本可包括貨幣成本、由每一位置處的執(zhí)行所產(chǎn)生的熱負(fù)載、和其他設(shè)備對其他任務(wù)的可用性等等。系統(tǒng)還可確定每一位置處的時(shí)刻以及基于所確定的時(shí)刻的電力成本。例如，許多電力設(shè)施公司可能在高峰時(shí)刻與在非高峰時(shí)刻相比對電力以不同的比率收費(fèi)。由于各數(shù)據(jù)中心可以處于在不同的時(shí)區(qū)，處于高峰成本位置的數(shù)據(jù)中心可以能夠?qū)⒅辽僖恍┤蝿?wù)轉(zhuǎn)移到處于非高峰成本位置的數(shù)據(jù)中心。
[0046]在框350中繼續(xù)，系統(tǒng)判定要在本地計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行所請求的負(fù)載，還是要將所請求的負(fù)載中的至少一些轉(zhuǎn)移到標(biāo)識出的替換計(jì)算設(shè)備。該系統(tǒng)可以基于位置信息和環(huán)境因素來作出判定，這些因素會在計(jì)算設(shè)備到達(dá)后續(xù)位置后改變。系統(tǒng)還可以基于描述本地計(jì)算設(shè)備和一個或多個標(biāo)識出的替換計(jì)算設(shè)備上的負(fù)載的電力成本、帶寬成本或其他信息來作出判定。例如，如果移動設(shè)備電池上較低，或者預(yù)測了接收到新任務(wù)以后對所有可用電池壽命的需要，則該設(shè)備可將任務(wù)轉(zhuǎn)移到云來執(zhí)行，并為其他任務(wù)保存移動設(shè)備的電池壽命。作為另一示例，處于高電力成本區(qū)域的數(shù)據(jù)中心可以推遲任務(wù)直到較低電力成本時(shí)刻為止，或?qū)⑷蝿?wù)轉(zhuǎn)移到較低成本數(shù)據(jù)中心。該系統(tǒng)基于先前的系統(tǒng)沒有考慮的可用的附加信息來挑選用于執(zhí)行每一任務(wù)的最高效的位置。在框350之后，這些步驟結(jié)束。
[0047]在某些實(shí)施例中，電力上下文系統(tǒng)操作者與影響系統(tǒng)所作的決策的運(yùn)營商或其他實(shí)體間具有軟件許可或其他協(xié)定。例如，移動運(yùn)營商可定義指定用于使用W1-F1、3G、4G或其他傳感器和通信硬件的電力簡檔(profile)的策略。對于某些用戶數(shù)據(jù)計(jì)劃來說，運(yùn)營商可以選擇該運(yùn)營商的使用最少成本通信硬件的簡檔，而使用其他數(shù)據(jù)計(jì)劃，運(yùn)營商可以優(yōu)化設(shè)備的電池壽命或吞吐量。在某些情況下，運(yùn)營商可以提供最大化設(shè)備的用戶所體驗(yàn)到的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的高端計(jì)劃。
[0048]在某些實(shí)施例中，電力上下文系統(tǒng)可以通過選擇特定通信硬件來管理通信成本。雖然處理和電力成本已在此處的示例中被使用，但用戶還面臨其他類型的成本。例如，具有來自移動運(yùn)營商的3G計(jì)劃的用戶可能希望設(shè)備在W1-Fi連接可用時(shí)偏好W1-Fi連接，其中該3G計(jì)劃包括在有限數(shù)據(jù)傳送量之后征收附加成本。在某些情況下，基于位置信息，設(shè)備可以等待直到用戶到家而能夠經(jīng)由W1-Fi (因此不使用3G數(shù)據(jù)計(jì)劃資源)來執(zhí)行原本將使用3G數(shù)據(jù)計(jì)劃資源來執(zhí)行的某些任務(wù)。移動設(shè)備可以包括設(shè)置階段，在該設(shè)置階段期間，用戶提供這樣的偏好，或者可以由運(yùn)營商或其他實(shí)體(諸如，處于用戶的工作場合的信息技術(shù)(IT)人員)向他們提供這樣的偏好。
[0049]在某些實(shí)施例中，電力上下文系統(tǒng)將與將負(fù)載轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程位置相關(guān)聯(lián)的成本考慮在內(nèi)。例如，轉(zhuǎn)移可包括發(fā)送任務(wù)和接收結(jié)果的帶寬使用。某些任務(wù)還可涉及處于任務(wù)完成的各種中間階段的用戶輸入或其他通信?；谠撔畔?，轉(zhuǎn)移負(fù)載的等待時(shí)間或帶寬成本可能是不合乎需要的，即使其他因素(諸如，最大化本地設(shè)備電池壽命)可以表明支持這種轉(zhuǎn)移。因此，該系統(tǒng)可以將各種考慮和彼此沖突的目標(biāo)考慮在內(nèi)，以確定執(zhí)行每一負(fù)載的合適位置。
[0050]在某些實(shí)施例中，電力上下文系統(tǒng)包括歷史數(shù)據(jù)存儲，該存儲包括系統(tǒng)觀察到的歷史信息。系統(tǒng)可使用學(xué)習(xí)或其他技術(shù)來發(fā)現(xiàn)趨勢，并基于過去的用戶習(xí)慣、從大量用戶聚集的趨勢或其他信息來改進(jìn)決策作出過程。該系統(tǒng)可以隨時(shí)間存儲信息，并使用將該信息用作反饋來使得系統(tǒng)作出的決策更好。在某些實(shí)施例中，該系統(tǒng)向管理員提供報(bào)告，管理員可以基于當(dāng)前決策工作起來有多好來修改系統(tǒng)，以滿足電力、成本和其他目標(biāo)。
[0051]從上文將會認(rèn)識到，雖然在此已出于說明目的描述了電力上下文系統(tǒng)的特定實(shí)施例，但是可以做出各種修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明只受所附權(quán)利要求限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于基于位置來管理計(jì)算設(shè)備中的電力的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括: 檢測在所述計(jì)算設(shè)備上調(diào)用的電力密集任務(wù)； 確定所述計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前電力狀態(tài)； 確定所述設(shè)備的位置以及與附加的電力和/或計(jì)算資源的鄰近度； 標(biāo)識用于執(zhí)行所請求的任務(wù)的一個或多個替換設(shè)備；以及 基于所確定的所述設(shè)備的位置以及所接收到的其他信息，采取基于電力的動作來管理所述計(jì)算設(shè)備， 其中前述步驟由至少一個處理器來執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測電力密集任務(wù)包括確定由所述計(jì)算設(shè)備的用戶運(yùn)行的應(yīng)用。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測電力密集任務(wù)包括從應(yīng)用或其他資源接收描述所述任務(wù)的一個或多個資源需求的信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測電力密集任務(wù)包括確定允許所述任務(wù)在本地執(zhí)行，還是在另一設(shè)備處遠(yuǎn)程地執(zhí)行所述任務(wù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定當(dāng)前電力狀態(tài)包括確定以下各項(xiàng)中的至少一個:處理器的電壓級別和頻率，被打開和關(guān)閉的一個或多個存儲器排，屏幕亮度，背光狀態(tài)，以及一個或多個傳感器、外圍設(shè)備和通信硬件是否被上電。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定當(dāng)前電力狀態(tài)包括從所述設(shè)備收集電力狀態(tài)信息，并查詢應(yīng)用以確定當(dāng)前所預(yù)期的完成現(xiàn)有任務(wù)的電力狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定當(dāng)前電力狀態(tài)包括確定要將所述設(shè)備轉(zhuǎn)移到的新電力狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述設(shè)備的位置包括確定電力可用性以及所述設(shè)備的當(dāng)前電力級別是否足以完成在用戶到達(dá)附加電源的位置之前將發(fā)生的任務(wù)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述設(shè)備的位置包括確定另一設(shè)備是否能夠更高效地處理所述任務(wù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，標(biāo)識替換設(shè)備包括確定到能夠處理檢測到的任務(wù)的數(shù)據(jù)中心或云的連接是否可用。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，標(biāo)識替換設(shè)備包括請求描述所述替換計(jì)算資源的可用性和電力成本的信息。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采取基于電力的動作包括以下各項(xiàng)中的至少一個:將所述設(shè)備的當(dāng)前電力狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一電力狀態(tài)、防止轉(zhuǎn)移所述設(shè)備的電力狀態(tài)，以及將在所述計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行的所請求的任務(wù)或其他負(fù)載轉(zhuǎn)移到一個或多個替換計(jì)算設(shè)備。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采取基于電力的動作包括選擇將向所述計(jì)算設(shè)備的一個或多個用戶提供良好體驗(yàn)同時(shí)高效地使用電力并管理成本的動作。
14.一種用于基于計(jì)算設(shè)備上的上下文信息來進(jìn)行電力和負(fù)載管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 被配置成執(zhí)行包含在以下組件內(nèi)的軟件指令的處理器和存儲器；電力狀態(tài)組件，所述電力狀態(tài)組件維護(hù)描述所述計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前電力狀態(tài)的信息；負(fù)載感測組件，所述負(fù)載感測組件感測由所述計(jì)算設(shè)備上的活動引發(fā)的一個或多個負(fù)載請求； 電力成本組件，所述電力成本組件確定所述移動計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前電力成本和將來電力成本； 位置知曉組件，所述位置知曉組件確定所述計(jì)算設(shè)備的當(dāng)前位置，并確定該設(shè)備的一個或多個潛在的后續(xù)位置； 決策引擎組件，所述決策引擎組件從其他組件接收信息，并作出與所述計(jì)算設(shè)備的電力狀態(tài)以及是否將負(fù)載轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程設(shè)備有關(guān)的決策； 負(fù)載轉(zhuǎn)移組件，所述負(fù)載轉(zhuǎn)移組件基于確定的電力成本將計(jì)算負(fù)載從所述計(jì)算設(shè)備轉(zhuǎn)移到由所述決策引擎指示出的輔助計(jì)算設(shè)備；以及 電力節(jié)省 組件，所述電力節(jié)省組件基于位置信息將所述計(jì)算設(shè)備從所述當(dāng)前電力狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一電力狀態(tài)，或者防止從所述當(dāng)前電力狀態(tài)開始的轉(zhuǎn)移。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電力成本組件與所述位置知曉組件協(xié)調(diào)以知道目前位置中的電力成本比照一個或多個預(yù)期的后續(xù)位置中的電力成本。
【文檔編號】G06F15/16GK103608747SQ201280029561
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】J·阿塞姆, D·福提爾, M·豪爾, A·卓哈, D·里德 申請人:微軟公司