网络交换机的电力节流制造技术

本申请案涉及网络交换机的电力节流。所公开的系统及方法提供用于提供适于高性能网络交换机的电力节流的方法及系统。一种方法包含针对热平均周期内的多个测量周期中的每一者，确定经配置以按电力门控时钟速率处理入口数据包的数据包处理块的能量使用估计。所述方法包含针对所述多个测量周期中的每一者，基于所述所确定的能量使用估计来确定所述数据包处理块的目标时钟速率，以满足针对所述热平均周期平均化的目标能量值。所述方法包含针对所述多个测量周期中的每一者，将所述电力门控时钟速率朝向所述目标时钟速率调整，其中所述调整导致所述数据包处理块按所述经调整电力门控时钟速率处理所述入口数据包。时钟速率处理所述入口数据包。时钟速率处理所述入口数据包。

【技术实现步骤摘要】
网络交换机的电力节流


[0001]本公开大体上涉及数据包处理，且更具体地涉及用于提供适于高性能网络交换机的电力节流的方法及系统。

技术介绍

[0002]数据中心中的高性能计算及其它需求扩展应用继续需要更高的端口数、更大的带宽及减少的数据包处理装置(例如网络交换机及路由器)中的延迟。由于过程节点几何结构减少而带来的电力消耗改进正在快速地接近硬物理限制。因此，仅依赖于过程节点改进可能不足以跟上数据包处理装置的增加的性能需求。

技术实现思路

[0003]在一个方面中，本公开涉及一种方法，其包括：针对热平均周期内的多个测量周期中的每一者，确定经配置以按电力门控时钟速率处理入口数据包的数据包处理块的能量使用估计；针对所述多个测量周期中的每一者，基于所述所确定的能量使用估计来确定所述数据包处理块的目标时钟速率，以满足针对所述热平均周期平均化的目标能量值；及针对所述多个测量周期中的每一者，将所述电力门控时钟速率朝向所述目标时钟速率调整，其中所述调整导致所述数据包处理块按所述经调整电力门控时钟速率处理所述入口数据包。
[0004]在另一方面中，本公开涉及一种系统，其包括：数据包处理块，其经配置以按电力门控时钟速率处理入口数据包；及一或多个处理器，其经配置以：针对热平均周期内的多个测量周期中的每一者，确定所述数据包处理块的能量使用估计；针对所述多个测量周期中的每一者，基于所述所确定的能量使用估计来确定所述数据包处理块的目标时钟速率，以满足针对所述热平均周期平均化的目标能量值；及针对所述多个测量周期中的每一者，将所述电力门控时钟速率朝向所述目标时钟速率调整，其中所述调整导致所述数据包处理块按所述经调整电力门控时钟速率处理所述入口数据包。
[0005]在又一方面中，本公开涉及一种非暂时性存储媒体，其包括当被一或多个处理器读取时促成一种方法的指令，所述方法包括：针对热平均周期内的多个测量周期中的每一者，确定经配置以按电力门控时钟速率处理入口数据包的数据包处理块的能量使用估计；针对所述多个测量周期中的每一者，基于所述所确定的能量使用估计来确定所述数据包处理块的目标时钟速率，以满足针对所述热平均周期平均化的目标能量值；及针对所述多个测量周期中的每一者，将所述电力门控时钟速率朝向所述目标时钟速率调整，其中所述调整导致所述数据包处理块按所述经调整电力门控时钟速率处理所述入口数据包。
附图说明
[0006]当结合下面的附图考虑时，参考下面的详细描述可更充分地理解本公开的各种目的、特征及优点，在附图中相似的参考数字识别相似的元件。以下附图仅用于说明的目的，并不希望限制本公开，本公开的范围在随后的权利要求中阐述。
[0007]图lA描绘根据本专利技术技术的各个方面的其中可实施网络交换机的电力节流的实例网络环境。
[0008]图lB描绘根据本专利技术技术的各个方面的实例网络交换机内的电力节流的逻辑框图。
[0009]图2A描绘根据本专利技术技术的各个方面的实例网络交换机内的数据包处理块的逻辑框图。
[0010]图2B描绘根据本专利技术技术的各个方面的实例网络交换机内的电力节流块的逻辑框图。
[0011]图2C描绘根据本专利技术技术的各个方面的实例网络交换机内的电力节流块及数据包处理块的逻辑框图。
[0012]图3A描绘根据本专利技术技术的各个方面的当使用具有恒定高负载的零预算策略时的电力节流的实例曲线图。
[0013]图3B描绘根据本专利技术技术的各个方面的当使用具有可变负载的零预算策略时的电力节流的实例曲线图。
[0014]图3C描绘根据本专利技术技术的各个方面的当使用具有恒定高负载的积极斜升策略时的电力节流的实例曲线图。
[0015]图3D描绘根据本专利技术技术的各个方面的当使用具有可变负载的积极斜升策略时的电力节流的实例曲线图。
[0016]图4描绘根据本专利技术技术的各个方面的用于提供网络交换机的电力节流的实例过程。
[0017]图5说明可结合其实施本专利技术技术的一或多个实施方案的电子系统。
具体实施方式
[0018]虽然本文参考用于特定应用的说明性实例来描述本专利技术技术的方面，但应当理解，本专利技术技术不限于所述特定应用。能够获得本文提供的教示的所属领域技术人员将认识到在其范围及额外领域内的额外修改、应用及方面，其中本专利技术技术将具有重大实用性。
[0019]为了满足现代数据中心及高性能计算应用日益增长的性能需求，鉴于减慢的过程节点改进，需要装置架构改进来维持性能发展势头。特定来说，数据包处理装置(例如交换机)可能需要改进的电力管理，以满足目标热设计电力(TDP)内的性能要求，所述目标热设计电力可根据装置形状因数及可用冷却能力来限定。现有的电力管理方法可执行固定降频(down
‑
clocking)，例如解耦的数据包速率，这可能负面影响装置性能。此外，这些方法可能要求装置被设计为具有较低的TDP界限，以适应对应于预期平均数据包速率的大约两倍的持续峰值数据包速率，从而导致装置的过度设计及装置容量的低效使用。
[0020]提供用于网络交换机的电力节流的系统及方法，其中基于通过周期性地测量估计的电力消耗并相应地调整节流目标来满足每一热时间周期的目标能量消耗，在热时间周期内管理节流。时钟门控可经利用以模块化地降低电力消耗，同时避免降频的性能损失，从而维持数据包处理性能，并使得装置能够被设计为具有更紧密地与预期工作负载一致的TDP界限。此外，通过使用相对较长的热时间周期(例如从几百毫秒到几秒)，突发流量可在发生节流之前被吸收更长的时间周期。基于使用案例要求及应用偏好，可选择用于时钟门控的
保守或积极斜升的各种策略。自动节流控制也可通过手动超控节流目标来绕过。
[0021]网络交换机的电力节流可能与高性能计算(HPC)应用特别相关，所述高性能计算(HPC)应用可能产生高突发网络流量的规则尖峰，例如大量的小尺寸控制数据包。如上所讨论，对节流控制使用相对较长的热时间周期允许在需要时钟门控速率的节流或斜降之前在较长时间周期内吸收突发流量。通过调节热时间周期及节流策略，可为数据包交换装置提供优化的电力管理，同时最小化性能损失。
[0022]图lA描绘根据本专利技术技术的各个方面的其中可实施网络交换机的电力节流的实例网络环境100。然而，并非所有描绘的组件都可在所有实施方案中使用，且一或多个实施方案可包含与图中所示相比额外或不同的组件。可在不脱离本文所述权利要求的精神或范围的情况下对组件的布置及类型进行改变。可提供额外组件、不同组件或更少的组件。
[0023]网络环境100包含经由网络交换机104连接的一或多个电子装置102A到C。电子装置102A到C可连接到网络交换机104，使得电子装置102A到C能够经由网络交换机104彼此通信。电子装置102A到C可经由导线(例如，以太网缆线)或无线地连接到网络交换机104。网络交换机104可为及/或可包含下面关于图lB的入口数据包处理105讨论的网络交换机及/或下面关于图5讨论的电子系统的全部或部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，其包括：针对热平均周期内的多个测量周期中的每一者，确定经配置以按电力门控时钟速率处理入口数据包的数据包处理块的能量使用估计；针对所述多个测量周期中的每一者，基于所述所确定的能量使用估计来确定所述数据包处理块的目标时钟速率，以满足针对所述热平均周期平均化的目标能量值；及针对所述多个测量周期中的每一者，将所述电力门控时钟速率朝向所述目标时钟速率调整，其中所述调整导致所述数据包处理块按所述经调整电力门控时钟速率处理所述入口数据包。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标时钟速率是基于当所述目标时钟速率超过所述经调整电力门控时钟速率时贷记的剩余电力预算来确定的。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述剩余电力预算在所述热平均周期开始时经复位为零。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述剩余电力预算在所述热平均周期开始时被设置为初始预算值。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标时钟速率是基于所述入口数据包的缓冲器填充率是否超过阈值填充率来确定的。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量使用估计对应于所述数据包处理块处理来自所述入口数据包的经确定数量的数据包信元。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个测量周期中的每一者包括基本上相等的时间周期。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整包括在所述多个测量周期中的每一者之后使用多个调整周期对所述电力门控时钟速率的逐步调整。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个调整周期包括基本上等于所述多个测量周期中的一者的组合时间周期。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个调整周期中的每一者是所述多个测量周期中的一者的约1％到10％的时间周期。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述热平均周期是约100毫秒到10秒。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个测量周期中的每一者是所述热平均周期的约1％到10％的时间周期。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标时钟速率由预定范围限定。14.一种系统，其包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：安华高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：