如数据存储操作的自适应能耗管理的数据处理资源的能耗管理制造技术

本申请描述了实施节能行动的系统和方法。在一些实施例中，该系统基于来自该系统的信息制定一节能策略，并在一企业或一个或多个建筑内实施该策略，比如在一个数据存储环境内。在一些实施例中，该系统根据来自该系统的信息而增加或改动总过滤器或系统性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】如数据存储操作的自适应能耗管理的数据处理资源的能耗管理技术背景节能仍然是IT专业人员与设施管理人员的愿望。例如，美国环保署(EPA)于2007 年8月2日发布了一个报告，该报告警示了运营数据中心的能源损耗的增加。该报告的主要 发现之一是若继续当前的趋势，美国数据中心和数据服务器的能源消耗将在2011年翻番， 达到100，000, 000, 000千瓦每小时，每年将耗费公众和私营机构74亿美元，并且需要新增 10个发电厂。数据中心使用数据存储组件，其中一些组件每年消耗大量能源。数据存储操作通 常依赖网络和其他复杂系统，其中，传输和其他操作在不同的地方、不同的时间、为不同的 需求而发生，所有这些操作在不同的时间都消耗不同程度的能源。分级系统可被采用，其 中，通过一存储管理组件，各种存储组件被相互连接，并与系统连接。一些组件可以提供对 该分级结构中处于较低级别的组件过滤或控制的能力。从而，该系统可以利用这些存储管 理组件来操作或“监视”该系统及其各组件。然而，许多管理组件被简单地用于管理和收集 来自各组件的数据。但这些管理组件没能考量各组件的功率要求(power requirement)。 根据以下详细描述，业界技术人员将意识到还存在其他问题。附图说明图IA为一框图，展示了一设有一数据处理设施的建筑。图IB为一框图，展示了一总系统服务器，其中一部分位于图IA所示的数据处理设 施内。图2为一框图，展示了一分级数据存储系统。图3为一框图，展示了一存储操作单元的组件。图4为一框图，展示了一总单元和数据存储单元之间的互动。图5为一流程图，展示了发送一能源负荷报告实例以供一总管理器或服务器使用。图6为一流程图，展示了根据一能源负载报告实施一行动(action)的程序。图7A为一流程图，展示了决定一行动的程序。图7B为一流程图，展示了实施一行动的程序。图8为一流程图，展示了重新分配数据传送任务的程序。图9为一流程图，展示了设置总电源控制过滤器的程序。图10为一屏幕显示的例子，展示了用户界面的屏幕显示。图11展示了数据存储装置的能耗曲线。图12展示了总系统服务器所采用的，用以制定电源控制分配和数据存储任务时 间安排的一个表。图13为一框图，展示了一可用于实施本专利技术各方面的数据存储装置。图14为一流程图，展示了收集数据和作出数据处理决定以降低能耗的程序。在这些图中，为便于理解和方便的目的，相同的标号和缩写指示具有相同或相似 功能的元件或动作。为便于识别对任何特定元件或动作的讨论，一标号中最显著的数字是 首次介绍该元件的图的编号(例如，元件810首先在图8中被介绍并讨论)。详细描述以下详细描述的是对功率敏感的系统，其在至少一个数据处理设施内，或一个或 以上建筑内管理能耗。虽然本专利技术的各方面是针对一数据存储系统进行描述，但业界一般 技术人员将意识到本专利技术可应用于任何数据处理组件，或位于一个或多个建筑内，比如一 个校园内，的任何耗能装置。该系统可被缩放以为从几个机器到大规模国际网络的任何规 模的企业提供节能。事实上，因为各机器按地理分布于不同地方，数据可以被传送并被存储 于电能较便宜的地方，比如哥伦比亚河谷、冰岛、中东或世界上能够提供低价能源的其他地 方。举例来说，该技术与监视、控制或改变数据存储系统和它们的操作以节能的系统 和方法相关。尽管结合特定的例子进行描述，以下所描述的系统可应用于并可采用任何 无线或有线网络，或可存储数据以及把数据从一个点传送至另一个点的数据处理和存储系 统，包括通信网络、公司网络、存储网络等。举例来说，该技术提供一方法和系统，比如分级数据处理或存储系统，其通过将倾 向性信息(trending information)或历史报告与从数据处理操作或/和在处理操作过程 中获得的信息、或对未来操作和性能的预测数据相关联，来制定并实施节能行动。(一分级 系统可以是一个包括最少两个组件的系统，其中，一个组件管理另一组件的至少一部分。) 这些系统可采用灵活的存储策略(policies)，并且可以在一给定期间监视操作、能耗以及 数据的存储，以根据监视期间获得的结果或利用预测制定的结果，改变或重分配存储操作。 该系统可在监视期间改变存储操作，或可利用获得的任何信息改变未来的存储操作。再次 声明，虽然本专利技术的各方面是结合数据存储操作和组件来描述，其他数据处理操作和组件 或任何位于一建筑内或分布于多个建筑内的耗能组件也一样适用。以下为一个例子该系统可查看安排好的未来数据存储操作及每一操作的特性， 以对特定的操作进行分组或分配(例如，把能耗密集的操作分为一组(或根据需求进行分 配等))。该系统可以接收一数据传输负担报告，其中，该报告显示了对于一给定样本时间， 相应的进行中的存储操作数量(例如，任务的数量)和等待执行的任务数量。该系统可利 用这个信息和相关的能耗数据，根据任务的类型，在一给定的时间窗口中重新分配任务，或 为一后续的数据存储操作重新分配系统资源。例如，一备份操作可被要求一周执行一次，但 可在一个三天的时间窗口内执行。因此，该系统可以如此安排任务以使一个小的备份操作 与一个更大的备份操作一起执行，从而使一个驱动器只需被启动一次。在一些情况下，该系 统可在一个数据存储操作执行时重新分配数据存储操作，并调整一个建筑中的其他组件， 以将能耗尖峰(spike)最小化或保证功率低于一个阈值(比如，关闭或减少使用建筑内的 环境组件，如制热或制冷)。虽然“建筑”一词被用于以上的例子，任何规模的企业都可以采用本专利技术的各方 面。实际上，在此描述的系统可以采用分层结构，其中，每一层与能耗相关。也就是说，数据 存储操作(以及与那些操作相关的组件)被量化分成两个或更多独立的组，比如一低能耗 层和一较高能耗层。在被移至一较高能耗层之前，至少暂时地，数据可先被存储于一较低能耗层。例如，为避免对磁盘或磁带驱动器进行单个偶发的写操作，这些单个的写操作可 被缓冲(cached)或累积(aggregated)于一位于较低能耗层的装置。然后，当累积到一个 阈值时，这些写操作可被整批移至位于更高能耗层的装置，从而该磁盘或磁带驱动器只需 被启动一次即可。如下更详细的描述，传统的磁盘存储中能耗最集中的方面可能是运行风 扇马达以冷却磁盘驱动器，接着是运行磁盘主轴转子以驱动磁盘在磁盘驱动器内旋转。对 于自动化磁带库，要求高能耗以移动机械手操作磁带，接着运行磁带驱动马达，然后运行这 些库内的风扇。此处描述的系统不仅考虑了每一种数据存储装置(磁盘、磁带等)的各种 功率要求，还考虑了这些装置中为帮助大规模数据存储企业运行得更有效的各组件。现在描述本专利技术的各例子。为彻底理解和使这些例子可实施，以下描述提供了具 体的细节。业界技术人员能够理解，即使没有这些细节中的许多部分，该系统也可能被实 施。另外，一些习知的结构或功能可能不会被进行详细地描述，以避免对各例子的相关描述 造成不必要的干扰。以下描述所采用的术语应被解释为合理的最大的范围，即使其被用于该系统的特 定例子的详细描述中。以下，一些术语可能被特别强调，然而，任何意图以限定的方式被解 释的术语将被明显地以及具体地在该详细描述中被如此定义。合适的系统图IA展示了一对功率敏感的总管理器或服务器100，其与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一系统，用于在一数据处理企业内节能，该数据处理企业具有通过一网络连接在一起的多个数据存储装置和其他组件，其中，所述数据处理企业包括多个客户计算机，其执行向所述数据存储装置读和写的命令，所述系统包括：至少第一和第二数据存储装置，其中，所述至少第一和第二数据存储装置的每一个包括至少一个马达；缓冲存储器，与所述网络连接；两个或更多主体，其中，每一主体被配置成收集与能耗相关的信息；至少一个数据库，存储与至少一个节能计划相关的数据，其中，该节能计划由所述企业的管理员选择；一总系统管理器，其配置成通过所述网络，直接地或间接地与所述至少一个数据库、所述至少第一和第二数据存储装置以及所述两个或更多主体通信，其中，所述总系统管理器被配置成接收与能耗相关的信息，以及基于所述接收到的与能耗相关的信息和所述与至少一个节能计划相关的数据，直接地或间接地导致所述至少第一和第二数据存储装置被选择地操作，其中，导致所述至少第一和第二数据存储装置被选择地操作包括选择地操作所述至少第一和第二数据存储装置的至少一个马达，以及其中，所述总系统管理器进一步比较一列将被执行的数据存储操作，并把这些数据存储操作分配至所述至少第一和第二数据存储装置以节能；其中，所述第一和第二数据存储装置被分别置于不同的第一和第二建筑内或第一和第二单元内；其中，所述缓冲存储器存储并累积至少第一和第二数据对象，其中，所述第一和第二数据对象分别被指定写入所述至少第一和第二数据存储装置；以及其中，所述总系统管理器把被指定写入所述第一数据存储装置的第一数据对象重新指定写入所述第二数据存储装置，而不操作所述第一数据存储装置的至少一个马达。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-8-28 60/968,500一系统，用于在一数据处理企业内节能，该数据处理企业具有通过一网络连接在一起的多个数据存储装置和其他组件，其中，所述数据处理企业包括多个客户计算机，其执行向所述数据存储装置读和写的命令，所述系统包括至少第一和第二数据存储装置，其中，所述至少第一和第二数据存储装置的每一个包括至少一个马达；缓冲存储器，与所述网络连接；两个或更多主体，其中，每一主体被配置成收集与能耗相关的信息；至少一个数据库，存储与至少一个节能计划相关的数据，其中，该节能计划由所述企业的管理员选择；一总系统管理器，其配置成通过所述网络，直接地或间接地与所述至少一个数据库、所述至少第一和第二数据存储装置以及所述两个或更多主体通信，其中，所述总系统管理器被配置成接收与能耗相关的信息，以及基于所述接收到的与能耗相关的信息和所述与至少一个节能计划相关的数据，直接地或间接地导致所述至少第一和第二数据存储装置被选择地操作，其中，导致所述至少第一和第二数据存储装置被选择地操作包括选择地操作所述至少第一和第二数据存储装置的至少一个马达，以及其中，所述总系统管理器进一步比较一列将被执行的数据存储操作，并把这些数据存储操作分配至所述至少第一和第二数据存储装置以节能；其中，所述第一和第二数据存储装置被分别置于不同的第一和第二建筑内或第一和第二单元内；其中，所述缓冲存储器存储并累积至少第一和第二数据对象，其中，所述第一和第二数据对象分别被指定写入所述至少第一和第二数据存储装置；以及其中，所述总系统管理器把被指定写入所述第一数据存储装置的第一数据对象重新指定写入所述第二数据存储装置，而不操作所述第一数据存储装置的至少一个马达。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述企业包括多个建筑，其中，所述总管理器从这 些建筑获得环境和工业组件数据，其包括温控器数据、暖气-通风-空调(HVAC)数据以及 机械数据，其中，所述第一和第二数据存储装置被逻辑地安排成两个或更多能耗级，其中， 所述第一数据存储装置逻辑地关联于一较低功率级，而所述第二数据存储装置逻辑地关联 于一较高功率级，以及其中，所述总系统管理器还接收将执行的数据存储任务的时间表，并把这些数据存储 任务分配至处于所述较低功率级的所述第一数据存储装置，以减少处于所述较高功率级的 所述至少第二数据存储装置的所述至少一个马达的操作，以及其中，所述总系统管理器调整所述HVAC组件的机能或调整所述机械组件的机能以容 纳数据存储操作的执行，同时保持低于一能耗水平阈值。3.如权利要求1所述的系统，还包括第一和第二本地管理器，分别位于所述不同的第 一和第二建筑或第一和第二单元内，其中，所述第一和第二本地管理器被配置成分别针对 所述第一和第二数据存储装置执行节能操作。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二数据存储装置包括软件或固件，其 被配置成向所述总系统管理器提供相应数据存储装置的有关能源性能信息，其中，所述总系统管理器至少部分基于所述能源性能信息指示所述第一和第二数据存储装置在一节能 功率范围内操作。5.一计算系统使用的方法，用以在一个建筑内或多个建筑之间执行节能行动，其中，所 述节能行动与数据处理操作有关，所述方法包括创建或接收有关数据处理操作的信息；接收或产生有关所述建筑内至少一个数据处理组件的能耗的信息；确定一个或多个应被执行的节能行动，其中，所述将被执行的行动是基于所述信息和 所述能耗信息；根据所述能耗信息和所述信息，选择或执行所述被确定的一个或多个节能行动。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述计算系统包括一分级数据存储系统，其包括两 个或更多数据存储单元，其中，每一数据存储单元包括一可在所述数据存储系统内执行存 储操作的数据存储资源，其中，每一数据存储资源具有已知的可估计的能耗信息。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个节能行动包括重新安排或合并在 一个队列中的任务至一可用时间窗口内的另一天或一个更晚的时间。8.如权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个节能行动包括为未来数据存储操 作重组数据存储资源。9.如权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个节能行动包括把一个或多个数据 存储任务转移至另一数据存储资源。10.如权利要求5所述的方法，其中，所述信息包括有关在所述一个或多个数据存储资 源处被延迟的存储操作的信息，延迟存储操作可用的窗口的信息，以及能耗预测信息。11.一系统，用于在一数据处理企业内节能，该数据处理企业具有通过一网络连接在一 起的多个数据存储装置和其他组件，其中，所述数据处理企业包括多个客户计算机，其执行 向所述数据存储装置读和写的命令，所述系统包括接收采样获得的有关至少所述数据存储装置的操作的能源数据的装置；获取有关在所述数据处理企业内被安排执行的数据存储操作的时间表数据的装置；至少部分地根据来自所述接收装置的所述采样获得的能源数据，来自获取装置的所述 时间表数据，以及功率要求数据，来决定节能操作的装置，其中，所述节能操作指示所述多 个数据存储装置或其他组件的至少一个，至少暂时地在一节能模式下操作。12.—种数据存储设备，该设备包括一数据存储组件，其中，该数据存储组件包括至少一个马达，用于对应一接收到的读或 写命令驱动一数据存储媒介；一通信组件，用于在所述数据存储设备接收和发送数据；一存储装置；一控制器，用于控制所述数据存储装置，其中，所述控制器连接于所述数据存储组件、 所述通信组件以及所述存储装置之间，其中，所述存储装置存储有关所述数据存储设备的性能的功率数据，其中，所述功率数 据包括有关至少所述数据存储组件的节能功率操作的信息；以及一外壳，至少部分地把所述数据存储组件、所述通信组件、所述存储装置以及所述控制 器包裹成为一个装置。13.如权利要求12所述的设备，其中，所述数据存储组件是磁盘驱动器，其中，所述存 储装置是非易失性半导体存储器，其中，所述功率数据是有关所述数据存储设备的操作的 能耗或功率性能曲线数据。14.如权利要求12所述的设备，其还包括半导体缓冲存储器，用于存储和累积将被写 入所述数据存储媒介的多个数据对象，其中，所述控制器不命令所述马达驱动所述数据存 储媒介，直至存储于所述缓冲存储器中的数据对象的数量达到一阈值。15.如权利要求12所述的设备，其还包括温度传感器和至少一个风扇马达，其中，所述 温度传感器测量所述外壳内的温度，其中，所述通信组件发送有关所述外壳内温度的数据， 其中，至少部分根据所述外壳内的温度，所述通信组件接收外部命令信号以启动或关闭所 述风扇马达。16.一种有形的计算机可读媒介，其携带有在一数据处理企业内实施节能方法的指令， 其中，所述数据处理企业与多个客户计算机通信，这些客户计算机执行向所述数据处理企 业读和写的命令，所述方法包括从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯S穆勒，
申请(专利权)人：COMMVAULT系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]