经由细粒度路由器链路功率管理最大化网络结构性能制造技术

系统、设备和方法可以提供智能功率管理器，该智能功率管理器基于所分配的功率限制和所连接的应用来动态地激活或去激活路由器的每个链路的各个通道。该智能功率管理器可以针对由全局功率管理器规定的给定功率限制优化路由器吞吐量，并使用细粒度的信用机制来跟踪活跃通道。路由器功率管理器还可以单独地调整每个链路的活跃通道的数量，使得高度利用的链路将比空闲的链路具有更多的活跃通道。

Maximizing network structure performance through fine-grained router link power management

Systems, devices, and methods can provide an intelligent power manager that dynamically activates or activates each channel of each link of the router, based on the allocated power constraints and connected applications. The intelligent power manager can optimize the router throughput for the given power limit specified by the global power manager, and use a fine-grained credit mechanism to track the active channel. The router power manager can also adjust the number of active channels of each link separately, so that the highly utilized link will have more active channels than the idle link.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由细粒度路由器链路功率管理最大化网络结构性能交叉引用相关申请本申请要求2015年12月24日提交的美国非临时专利申请号14/998，083的优先权权益。政府利益声明本专利技术是在由国防部授予的合同号H98230-13-D-0124的政府支持下进行的。政府具有本专利技术的某些权利。背景
实施例一般涉及路由器系统。更具体地，实施例涉及一种包括智能功率管理器的路由器系统，该智能功率管理器动态地激活和去激活路由器的链路的各个通道。讨论启用高带宽链路以支持网络绑定的应用程序可能涉及为网络而不是为计算组件和存储器模块提供显著量的功率。附图说明通过阅读下面的说明书和所附的权利要求，并通过参考下列附图，本专利技术的各实施例的各种优点对本领域技术人员将变得显而易见，其中：图1是根据实施例的路由器系统的示例的框图；图2是根据实施例的粒度增强设备的示例的框图；图3是示出根据实施例的针对不同功率限制的活跃通道与总通道之间的比较的示例的图表；图4是示出根据实施例的用于活跃通道的吞吐量的示例的图表；图5是根据实施例的操作粒度增强设备的示例的流程图；图6A是根据实施例的通过路由器的链路改变活跃通道的方法的示例的流程图；以及图6B是根据实施例的激活和去激活路由器的链路的通道的方法的示例的流程图。示例性实施例的详细描述网络路由器通常可以通过针对高带宽通信而定制的结构来互连。网络的每个路由器链路处的自主机制可以预测网络的未来利用，使得轻度利用的链路可以具有掉电的一个或多个通道，而对总体网络吞吐量影响很小。虽然这种机制可能运作良好，但这种机制的自主性质可能会将益处限制在仅仅降低功耗。缺乏自主机制与全局功率管理者的整合可能会阻止实现额外益处。例如，如果全局功率管理器被配置为与结构通信以指导和测量网络功耗，则网络中的功率节省可能会转换为系统其他部分的额外性能。本文描述的技术提供了一种路由器功率管理器，其能够通过智能地调整各个链路的功率/带宽以与路由器的负载匹配来以动态方式管理路由器的链路的各个通道。例如，在本专利技术的实施例中，提供智能功率管理器(或智能路由器管理器)。智能功率管理器可以从全局功率管理器接收分配的功率限制，并且基于所分配的功率限制以及所连接的路由器或处理器节点，智能功率管理器可以增加可用于路由器的通道信用的数量。各个链路可能会要求信用来激活相关联通道。智能功率管理器可以针对由全局功率管理器规定的给定功率限制来优化路由器吞吐量。通过使用细粒度信用机制来跟踪各个链路的活跃通道，路由器功率管理器可以能够个体地调整每个链路的活跃通道的数量，使得高度利用的链路将具有比空闲的链路更多的活跃通道(并且因此更多的带宽)。现在转到图1，示出了路由器10的高级视图。所示路由器10包括多个光学链路或电链路(但不限于此)，包括第一链路12、第二链路14、第三链路16、第四链路18和第五链路20。每个链路包括多个通道，该多个通道中的每一个可以处于活跃状态22(由暗箱指示)或不活跃状态24(由白箱指示)。链路可以将路由器10连接到各种其他外部路由器或处理器节点(未示出)。所示出的路由器10进一步包括粒度增强设备29。功率源26可以连接到路由器10，以向其供应功率。路由器10还可以包括一个或多个控制器28和一个或多个链路利用管理器34。路由器10的每个链路可以包括控制器28和链路利用管理器34。尽管在图1中示出了单独的控制器28和单独的链路利用管理器34，但这仅仅是示例性的，并且控制器28和链路利用管理器34可以被实现为单个组件。链路利用管理器34可以分析链路中每个通道的业务量流，并且基于所确定的每个链路的业务量流来确定哪些通道应该保持活跃，以及哪些通道应当被去激活。现在转到图2，图示了粒度增强设备(诸如粒度增强设备29(图1))的详细视图。粒度增强设备29可以包括：多个寄存器30、32；通道信用管理器36；以及智能功率管理器38。智能功率管理器38引入对路由器10(图1)上的各个链路的细粒度管理，并且响应于对应应用的需要适配每个链路的功率和性能。智能功率管理器38接受来自全局功率管理器25(图1)的功率限制，并且基于每个链路的利用为每个链路动态地适配多个活跃通道。例如，在具有多个链路且每个链路中包括四个通道的路由器中，高度利用的链路可以保持所有四个通道活跃，而轻度利用的链路可以从服务中移除两个或三个通道。智能功率管理器38共同优化每个链路的带宽选择。可以针对结构和相关应用的需要而定制每个链路的功率分配。假定路由器10的功率限制被限制为最大功率限制的60％。智能功率管理器38可以逐个链路地设置每个链路中的活跃通道的数量。当与现有技术功率管理器相比时，该细粒度过程可以使智能功率管理器38能够在满足路由器10(图1)的功率预算方面更精确，该现有技术功率管理器可能跨所有链路统一地调整活跃通道。智能功率管理器38可以允许更大数量的通道活跃(比相关技术功率管理器多两个)并且仍然满足60％的功率预算。这允许智能功率管理器38在相同功率预算下与相关技术功率管理器相比解锁更大的结构带宽。如果确定第一链路12和第三链路16具有高利用率，则由于所确定的高利用率，第一链路12和第三链路16可以继续使所有四个通道活跃，而被轻度利用的第二链路14和第四链路18可以各自仅具有单个活跃通道。链路级的这种较大的灵活性允许针对给定功率级的较高结构性能。回到图2，寄存器30、32可以执行诸如以下中的一个或多个之类的操作：跟踪由全局功率管理器(25，图1)所规定的当前功率级、跟踪每个链路中存在多少活跃通道、跟踪路由器10(图1)中存在多少活跃通道、以及跟踪已使用和未使用的信用的数量。通道信用管理器36可以将信用指派给每个链路(或从中取回信用)，以便基于接收到的功率限制来激活链路的通道。因此，通道信用管理器36能够基于所指派的信用的数量来确定每个链路中存在多少活跃通道。信用与跟该多个链路相关联的每个通道相关联。换句话说，信用的数量可以等于包括在路由器10的每个链路中的通道的数量。链路的每个活跃通道需要来自通道信用管理器36的信用。路由器10(图1)上的通道信用的总数量可以由智能功率管理器38根据从全局功率管理器25(图1)接收的可用功率来设置。现在转到图3，示出了使用三维(3D)最近邻类型业务量模式针对四个不同功率限制的该多个链路的活跃通道与总通道的比率的比较。具体而言，该图表示出了结构的模拟，并且比较了相关技术功率管理器和智能功率管理器38(图2)的性能。如图3所示的35％的可用功率、50％的可用功率、60％的可用功率和75％的可用功率指示全局功率管理器25向路由器10告知他们被允许使用的功率的量。这些功率限制是示例性的，并且可以基于结构的需求来适配任何功率限制。如图3所示，在35％的功率限制下，每个相关技术的路由器必须统一地降低至路由器的所有链路的功率。因此，路由器系统中的每个链路将仅使25％的总通道活跃。另一方面，在示例性实施例中，路由器10可以精细地调整每个链路的各个通道以更接近地达到35％的功率限制。因此，35％的通道可以在路由器10上是活跃的。由于智能功率管理器38可以能够激活每个链路的任何数量的通道，因此相比相关技术的路由器功率管理器，它能够维持更多的总活跃通道。在图3所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路由器，包括：功率源，用于向所述路由器供应功率；多个链路，用于与处理器节点或外部路由器中的一个或多个进行通信，其中所述多个链路中的每个链路包括多个通道；被连接到所述多个链路的功率管理器，用于接收关于所述路由器的功率可用性限制；一个或多个链路利用管理器，用于确定所述路由器的所述多个链路中的每个链路的链路利用水平；以及一个或多个控制器，用于基于所确定的所述多个链路中的每个链路的链路利用水平来动态地激活或去激活所述多个链路中的每个链路的各个通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.24 US 14/998,0831.一种路由器，包括：功率源，用于向所述路由器供应功率；多个链路，用于与处理器节点或外部路由器中的一个或多个进行通信，其中所述多个链路中的每个链路包括多个通道；被连接到所述多个链路的功率管理器，用于接收关于所述路由器的功率可用性限制；一个或多个链路利用管理器，用于确定所述路由器的所述多个链路中的每个链路的链路利用水平；以及一个或多个控制器，用于基于所确定的所述多个链路中的每个链路的链路利用水平来动态地激活或去激活所述多个链路中的每个链路的各个通道。2.根据权利要求1所述的路由器，其中，当所述多个链路中的链路的链路利用水平大于预定阈值时，所述链路的所有通道将保持活跃，并且当所述链路的链路利用水平低于预定阈值时，所述链路的各个通道将被去激活。3.根据权利要求1所述的路由器，其中所述一个或多个链路利用管理器用于跟踪所述多个链路中的每个链路中的活跃通道以确定所述链路利用水平。4.根据权利要求1到3中任一项所述的路由器，进一步包括通道信用管理器，用于将通道信用指派给每个活跃通道。5.根据权利要求4所述的路由器，其中所述通道信用管理器用于响应于一个或多个信用请求，基于所指派的通道信用，向所述多个链路中的一个或多个链路传送一个或多个信用通知；其中所述一个或多个信用通知与一个或多个个体通道激活相关联，并且从所述多个链路中的一个或多个链路接收一个或多个信用返回，其中信用返回与一个或多个个体通道去激活相关联。6.根据权利要求4所述的路由器，其中所述通道信用管理器用于基于所接收的功率可用性限制来确定通道信用。7.一种粒度增强设备，包括：功率管理器，用于接收关于路由器的功率可用性限制；一个或多个链路利用管理器，用于确定所述路由器的多个链路中的每个链路的链路利用水平；以及一个或多个控制器，用于基于所确定的所述多个链路中的每个链路的链路利用水平来动态地激活或去激活所述多个链路中的每个链路的各个通道。8.根据权利要求7所述的设备，其中，当所述多个链路中的链路的链路利用水平大于预定阈值时，所述链路的所有通道将保持活跃，并且当所述链路的链路利用水平低于预定阈值时，所述链路的各个通道将被去激活。9.根据权利要求7所述的设备，其中所述一个或多个链路利用管理器用于跟踪所述多个链路中的每个链路中的活跃通道以确定所述链路利用水平。10.根据权利要求7到9中任一项所述的设备，进一步包括通道信用管理器，用于将通道信用指派给每个活跃通道。11.根据权利要求9所述的设备，其中所述通道信用管理器用于响应于一个或多个信用请求，基于所指派的通道信用，向所述多个链路中的一个或多个链路传送一个或多个信用通知，其中所述一个或多个信用通知与一个或多个个体通道激活相关联，并且从所述多个链路中的一个或多个链路接收一个或多个信用返回，其中信用返回与一个或多个个体通道去激活相关联。12...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·R·博彻，J·M·伊斯特，R·J·格雷克，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US