專利名稱：實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器及多內(nèi)核處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多內(nèi)核處理領(lǐng)域，特別是一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器及處理方法。
背景技術(shù)：
隨著芯片技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，集成于一個(gè)芯片的多內(nèi)核處理器技術(shù)日漸成熟并逐步應(yīng)用到工業(yè)、家庭的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，比如，英特爾(Intel)公司推出了雙核的處理器Core 2 Duo，Raza微電子公司(RMI)推出了集成于同一芯片的、具有8個(gè)無(wú)內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器(Microprocessorwithout interlocked piped stages，簡(jiǎn)稱MIPS)的處理器。這種多內(nèi)核的處理器在數(shù)據(jù)的處理、運(yùn)算方面，無(wú)疑具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)；但這種優(yōu)勢(shì)能夠在多大程度上得到體現(xiàn)，取決于各個(gè)內(nèi)核得到調(diào)用的充分性。特別是在將多核處理器應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備中時(shí)，由于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理的數(shù)據(jù)量龐大，多核處理器處理數(shù)據(jù)的能力直接影響到網(wǎng)絡(luò)的性能，因此，如何對(duì)多個(gè)內(nèi)核進(jìn)行智能調(diào)度，使各個(gè)內(nèi)核得到充分合理的調(diào)用，是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)人員格外關(guān)注的問(wèn)題。
參見(jiàn)圖1，為一個(gè)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的多內(nèi)核處理器的結(jié)構(gòu)邏輯示意圖，包括N個(gè)內(nèi)核處理器，其功能相同，都能夠獨(dú)立的進(jìn)行運(yùn)算和業(yè)務(wù)處理，例如，對(duì)于報(bào)文的處理/轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)于外圍內(nèi)存的訪問(wèn)等等。這些處理器分別與報(bào)文接收單元和報(bào)文發(fā)送單元連接，其中，報(bào)文接收單元具有外圍緩存，用于通過(guò)統(tǒng)一的高速傳送總線和外圍的網(wǎng)絡(luò)物理端口連接，將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)物理端口接收的報(bào)文分別發(fā)送給各內(nèi)核處理器，或者放到緩存中排隊(duì)送入各內(nèi)核處理器；報(bào)文發(fā)送單元用于將處理后的報(bào)文發(fā)送出去。
此時(shí)，多內(nèi)核處理器中可以只有一個(gè)內(nèi)核處理器進(jìn)行工作，也可以所有的內(nèi)核處理器都參與工作，也可以是其中的一部分參與工作；參與處理的處理器數(shù)量以及參與處理的處理器狀態(tài)，直接影響到多內(nèi)核處理器的處理效果?？梢?jiàn)，如何實(shí)現(xiàn)各內(nèi)核處理器的有效調(diào)度，是發(fā)揮多內(nèi)核處理器優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵所在。
目前，應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備中的多內(nèi)核處理器主要通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)核處理單元的調(diào)度。一種是時(shí)間片方式，即給每個(gè)內(nèi)核設(shè)定一定的報(bào)文接收時(shí)間，使各個(gè)內(nèi)核輪換啟動(dòng)數(shù)據(jù)接收進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的相對(duì)均衡處理；一種是共享內(nèi)存的方式，即各個(gè)內(nèi)核共享內(nèi)存，隨機(jī)或者按照業(yè)務(wù)類型選擇內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
但是，上述的兩種方案都具有相當(dāng)程度的隨機(jī)性，而不能根據(jù)各內(nèi)核的內(nèi)部和外部環(huán)境綜合的加以考慮。則如果其中一個(gè)內(nèi)核出現(xiàn)故障或者超出負(fù)載的情況，將導(dǎo)致整個(gè)處理器的效率降低。
而參考多單核處理器系統(tǒng)的調(diào)度方式，例如中國(guó)專利申請(qǐng)01819421.4所公開(kāi)的技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員也在嘗試在多內(nèi)核處理器中使用一種是設(shè)置優(yōu)先級(jí)的方式，即根據(jù)各個(gè)內(nèi)核的使用率，包括CPU利用率、存儲(chǔ)器利用率、分組丟失和隊(duì)列長(zhǎng)度或緩沖器占用等，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的排序，每接收一個(gè)或者幾個(gè)報(bào)文，就重新排序一次，選擇使用率最低的內(nèi)核進(jìn)行處理。
但這種技術(shù)方案本身也存在缺陷，因?yàn)樾枰看螌?duì)所有的內(nèi)核處理器進(jìn)行排序，由于單個(gè)處理器的參數(shù)變化相對(duì)頻繁，因此排序結(jié)果的變動(dòng)很大，造成較大的工作開(kāi)銷；同時(shí)，由于不可能實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)操作，每次推送報(bào)文都是根據(jù)上一次的排序結(jié)果，因此將一批報(bào)文同時(shí)推送給一個(gè)內(nèi)核也容易造成該內(nèi)核的超負(fù)荷工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器及多內(nèi)核處理方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中多內(nèi)核處理器處理性能不佳的缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器，包括用于緩存的報(bào)文接收單元、一個(gè)以上的內(nèi)核處理單元和與內(nèi)核處理單元連接的報(bào)文發(fā)送單元；還包括內(nèi)核調(diào)度單元，用于統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)，并根據(jù)所述各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)該內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；報(bào)文分配單元，用于根據(jù)所述內(nèi)核調(diào)度單元當(dāng)前分組的信息，將從所述報(bào)文接收單元接收的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中。
所述內(nèi)核調(diào)度單元包括統(tǒng)計(jì)模塊、比較模塊和分組模塊所述統(tǒng)計(jì)模塊與所述內(nèi)核處理單元連接，用于對(duì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并發(fā)送；所述比較模塊與所述統(tǒng)計(jì)模塊連接，用于將接收到的各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，并發(fā)送該比較結(jié)果；所述分組模塊與所述比較模塊連接，用于接收該比較結(jié)果，并根據(jù)該比較結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；還與所述報(bào)文分配單元連接，用于向報(bào)文分配單元發(fā)送所述分組處理的結(jié)果信息。
為了減少多核處理器的功耗，較佳的技術(shù)方案是所述各內(nèi)核處理單元包括休眠接口，由所述報(bào)文分配單元根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)所述休眠接口對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法，包括以下步驟統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)，并根據(jù)所述各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)該內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；當(dāng)接收到報(bào)文時(shí)，根據(jù)當(dāng)前分組的信息將接收到的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中。
其中，根據(jù)所述使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)各內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組包括將任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較當(dāng)有N個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第M組內(nèi)核處理單元。
為了獲得較佳的系統(tǒng)性能，將接收到的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中包括將接收到的報(bào)文送入第n組內(nèi)核處理單元中，所述第n組內(nèi)核處理單元為使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值數(shù)目最少的組。
為了發(fā)揮分組處理的優(yōu)勢(shì)，更佳的技術(shù)方案是按照所述組中的內(nèi)核處理單元數(shù)目，將接收到的報(bào)文平均送入該組內(nèi)核處理單元中。
為了減少多核處理器的功耗，較佳的技術(shù)方案是還包括根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作，包括隨機(jī)選擇內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作，或者按照預(yù)設(shè)的內(nèi)核處理單元優(yōu)先級(jí)次序選擇內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過(guò)對(duì)各內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組，具有以下有益效果1、根據(jù)報(bào)文流量動(dòng)態(tài)調(diào)配內(nèi)核處理單元，發(fā)揮多內(nèi)核處理器的優(yōu)勢(shì)；2、按組進(jìn)行調(diào)配，增大系統(tǒng)的吞吐量，平衡內(nèi)核處理單元的處理報(bào)文數(shù)；3、提高處理器的處理效率。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的多內(nèi)核處理器的結(jié)構(gòu)邏輯示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示多內(nèi)核處理器中，PSM的一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖；圖4為本發(fā)明所提供方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖5為本發(fā)明所提供方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中多內(nèi)核處理器調(diào)度不靈活所導(dǎo)致的處理性能不佳的缺陷，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器和一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法，下面分別加以具體描述。
本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器，如圖2所示，包括用于緩存的報(bào)文接收單元4；一個(gè)以上的內(nèi)核處理單元3[i]，i取值為0、1......N，N+1為內(nèi)核處理單元的個(gè)數(shù)；與每個(gè)內(nèi)核處理單元3[i]連接的報(bào)文發(fā)送單元5；還包括內(nèi)核調(diào)度單元(Processor switch module，簡(jiǎn)稱PSM)1和報(bào)文分配單元2。
其中，報(bào)文接收單元4完成對(duì)報(bào)文的接收、緩存，具體為將從網(wǎng)絡(luò)物理端口經(jīng)過(guò)報(bào)文高速傳送總線接收的報(bào)文在外圍緩存中存儲(chǔ)起來(lái)，并告知報(bào)文分配單元2，該告知方式可以采用中斷方式。
各內(nèi)核處理單元3[i]對(duì)報(bào)文分配單元2發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行處理，比如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation，簡(jiǎn)稱NAT)，轉(zhuǎn)發(fā)，業(yè)務(wù)處理等等。各內(nèi)核處理單元3[i]將處理后的報(bào)文送入隊(duì)列，并向報(bào)文發(fā)送單元5發(fā)送消息，指使該報(bào)文發(fā)送單元5進(jìn)行發(fā)送。
報(bào)文發(fā)送單元5則是根據(jù)各內(nèi)核處理器3[i]發(fā)送的消息，從處理完的報(bào)文隊(duì)列中取出報(bào)文，并將報(bào)文通過(guò)報(bào)文高速傳送總線送出網(wǎng)絡(luò)物理端口。
而報(bào)文分配單元2和PSM1則直接控制報(bào)文分配單元如何將報(bào)文發(fā)送給各內(nèi)核處理單元3[i]。
具體而言，PSM1分別與各內(nèi)核處理單元3[i]連接，用于統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元3[i]的使用參數(shù)，并根據(jù)各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)該內(nèi)核處理單元3[i]進(jìn)行分組處理。參見(jiàn)圖3，為PSM1的一個(gè)具體實(shí)施例，包括統(tǒng)計(jì)模塊11、比較模塊12和分組模塊13所述統(tǒng)計(jì)模塊11與所述內(nèi)核處理單元3[i]連接，用于對(duì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并發(fā)送；所述比較模塊12與所述統(tǒng)計(jì)模塊11連接，用于將接收到的各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，并發(fā)送該比較結(jié)果；
所述分組模塊13與所述比較模塊12連接，用于接收該比較結(jié)果，并根據(jù)該比較結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元3[i]進(jìn)行分組處理；還與所述報(bào)文分配單元2連接，用于向報(bào)文分配單元2發(fā)送所述分組處理的結(jié)果信息。
其中，統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元3[i]的使用參數(shù)具體可以為按照一定的采樣頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該采樣頻率可以由工程技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，比如0.5秒、1秒等等。每到達(dá)采樣時(shí)間，PSM1就對(duì)各內(nèi)核處理單元3[i]的使用參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的跟蹤和采集，該使用參數(shù)包括各個(gè)內(nèi)核處理器的運(yùn)行情況及活躍狀態(tài)，比如內(nèi)核處理單元3[i]當(dāng)前的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，內(nèi)核處理單元3[i]在單位時(shí)間內(nèi)建立的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，各內(nèi)核處理單元3[i]當(dāng)前的CPU利用率，各內(nèi)核處理單元3[i]對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)等等。PSM1對(duì)每個(gè)內(nèi)核處理單元3[i]的使用參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分組，該分組方法可以根據(jù)實(shí)際需要確定，比如，將CPU利用率較低的內(nèi)核處理單元分為一組，較高的內(nèi)核處理單元分為另一組，則當(dāng)報(bào)文分配單元2將報(bào)文送入CPU利用率較低的內(nèi)核處理單元組中時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)內(nèi)核處理單元對(duì)報(bào)文的均衡分擔(dān)，也可以保證內(nèi)核處理單元的CPU利用率不致過(guò)高。
但僅就一個(gè)參數(shù)進(jìn)行分組，不利于對(duì)多內(nèi)核處理器綜合處理能力的考量和利用，比如，當(dāng)一個(gè)處理器的CPU利用率雖然不是很高，但是其單位時(shí)間建立的報(bào)文會(huì)話數(shù)目很大，則再對(duì)其輸入報(bào)文，則可能造成其線程過(guò)多導(dǎo)致?lián)砣珻PU效率降低。因此，較佳的技術(shù)方案是PSM1根據(jù)多個(gè)使用參數(shù)進(jìn)行分組，比如同時(shí)考慮內(nèi)核處理單元當(dāng)前的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，內(nèi)核處理單元單位時(shí)間內(nèi)建立的報(bào)文會(huì)話數(shù)目和各內(nèi)核處理單元當(dāng)前的CPU利用率，當(dāng)有N個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第M組內(nèi)核處理單元。該N與M不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，在可識(shí)別的范圍內(nèi)，可由工程技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)際設(shè)定和任意標(biāo)識(shí)，比如數(shù)字、文字或者具有一定意義的詞組。；例如，當(dāng)任一使用參數(shù)都未達(dá)到預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元3[i]設(shè)置為第一組內(nèi)核處理單元；當(dāng)有且僅有一個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元3[i]設(shè)置為第二組內(nèi)核處理單元；當(dāng)有兩個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元3[i]設(shè)置為第三組內(nèi)核處理單元；依次類推；再例如，當(dāng)任一使用參數(shù)都未達(dá)到預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元3[i]設(shè)置為綠色群組，當(dāng)有且僅有一個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元3[i]設(shè)置為黃色群組，等等。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)報(bào)文分配單元將報(bào)文送入第一組內(nèi)核處理單元時(shí)，該組內(nèi)核處理單元的各項(xiàng)指標(biāo)都不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的水平，從而保證了處理器的處理效率。
報(bào)文分配單元2接收到報(bào)文后，從PSM1獲取當(dāng)前的分組結(jié)果，并將報(bào)文流均衡地散布到性能最佳的內(nèi)核處理單元組中。
可以看出，報(bào)文分配單元2是根據(jù)當(dāng)前的分組結(jié)果進(jìn)行報(bào)文的分配，并不是絕對(duì)實(shí)時(shí)。比如采樣頻率為1次/秒，則在上一次采樣過(guò)后、下一次采樣時(shí)間還未到來(lái)的時(shí)間段內(nèi)分配的報(bào)文，都是按照上一次采樣結(jié)果進(jìn)行的。絕對(duì)實(shí)時(shí)在技術(shù)上基本是難以實(shí)現(xiàn)的，本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠做的是提高采樣頻率，但這樣將造成系統(tǒng)資源的大量消耗。因此，工程技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)試驗(yàn)尋找系統(tǒng)計(jì)算消耗和內(nèi)核處理單元調(diào)度的平衡點(diǎn)確定采樣頻率，根據(jù)稍早的報(bào)文流量實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)核處理單元的動(dòng)態(tài)調(diào)配，比較符合實(shí)際情況。
綜上所述，本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器，能夠接近實(shí)時(shí)的根據(jù)報(bào)文流量動(dòng)態(tài)調(diào)配內(nèi)核處理單元，避免了現(xiàn)有技術(shù)中刻板輪換或者隨機(jī)選擇內(nèi)核處理單元的缺陷，發(fā)揮了多內(nèi)核處理器的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，由于按組進(jìn)行調(diào)配，能夠分散同一時(shí)刻的報(bào)文處理數(shù)量，相應(yīng)的增大了系統(tǒng)的吞吐量，避免某一處理單元各項(xiàng)指標(biāo)的突然升高，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和處理效率。
為了減少多內(nèi)核處理器的功耗，各內(nèi)核處理單元3[i]包括休眠接口(圖中未示)，由所述報(bào)文分配單元2根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。比如，對(duì)于流量比較少的情況，對(duì)部分處理單元執(zhí)行關(guān)閉(disable)操作，或在流量逐漸加大的情況下，對(duì)已關(guān)閉的內(nèi)核處理單元執(zhí)行開(kāi)啟(enable)操作，將部分流量散布到打開(kāi)的內(nèi)核處理單元中。
一般情況下，內(nèi)核處理單元3[l]作為主處理單元，其承擔(dān)的功能相對(duì)于其他內(nèi)核處理單元而言較多一些，PSM1一般也設(shè)置在內(nèi)核處理單元3[l]上。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法，包括以下步驟統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)，并根據(jù)所述各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)該內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；當(dāng)接收到報(bào)文時(shí)，根據(jù)當(dāng)前分組的信息將接收到的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中。
統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元3[i]的使用參數(shù)具體可以為按照一定的采樣頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該采樣頻率由工程技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，可以看出，本發(fā)明所提供的方法能夠接近實(shí)時(shí)地根據(jù)報(bào)文流量動(dòng)態(tài)調(diào)配內(nèi)核處理單元，發(fā)揮多內(nèi)核處理器的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)進(jìn)行分組調(diào)配，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)文總量的分?jǐn)?，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和處理效率，增大了系統(tǒng)的吞吐量。
其中，分組的方式比較多樣，但為了克服以單一使用參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)的片面性，較佳的實(shí)施例是采用多個(gè)使用參數(shù)綜合統(tǒng)計(jì)，包括但不限于內(nèi)核處理單元當(dāng)前的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，內(nèi)核處理單元單位時(shí)間內(nèi)建立的報(bào)文會(huì)話數(shù)目和/或各內(nèi)核處理單元當(dāng)前的CPU利用率，還可以包括當(dāng)前活動(dòng)端口數(shù)目等等。
根據(jù)所述使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)各內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組包括將任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，當(dāng)有N個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第M組內(nèi)核處理單元。例如當(dāng)任一使用參數(shù)都未達(dá)到預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第一組內(nèi)核處理單元；
當(dāng)有且僅有一個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第二組內(nèi)核處理單元；當(dāng)有兩個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第三組內(nèi)核處理單元；依次類推。
其中，第一組、第二組的定義只是為了便于說(shuō)明，PSM可以任意標(biāo)識(shí)，能達(dá)到區(qū)分不同組別的效果即可。
為了提高多內(nèi)核處理起的處理效率，將報(bào)文送到一組內(nèi)核處理單元中最好為將接收到的報(bào)文送入第n組內(nèi)核處理單元中，所述第n組內(nèi)核處理單元為使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值數(shù)目最少的組。以前述的分組方法為例，如果存在第一組內(nèi)核處理單元，則將報(bào)文送至第一組；如果僅存在第二組以上的內(nèi)核處理單元，則將報(bào)文送至第二組。但在實(shí)際應(yīng)用中，如果標(biāo)識(shí)的組別都接近于各項(xiàng)指標(biāo)超負(fù)荷，則與現(xiàn)有技術(shù)的處理方法一致，不再向任何的內(nèi)核處理單元送入報(bào)文，而是在緩存中暫存，等待當(dāng)前的業(yè)務(wù)處理完成再進(jìn)行送入處理，以避免出現(xiàn)多內(nèi)核處理器的癱瘓或者死機(jī)。
為了克服隨機(jī)將報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元所帶來(lái)的單個(gè)內(nèi)核處理單元業(yè)務(wù)的突然升高，較佳的實(shí)施例為按照所述組中的內(nèi)核處理單元數(shù)目，將接收到的報(bào)文平均送入該組內(nèi)核處理單元中，即按照均衡分?jǐn)偟脑瓌t，避免單一內(nèi)核處理單元處理業(yè)務(wù)突然升高所導(dǎo)致的性能下降。
為了減小處理器功耗，較佳的實(shí)施例還包括根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。具體為當(dāng)任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)都未達(dá)到預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，選擇一定數(shù)量的內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉操作，所述執(zhí)行關(guān)閉操作后的內(nèi)核處理單元處于休眠狀態(tài)；以及當(dāng)存在一定數(shù)量的內(nèi)核處理單元處于休眠狀態(tài)時(shí)，如果出現(xiàn)任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值，則根據(jù)當(dāng)前的報(bào)文流量選擇全部或部分處于休眠狀態(tài)的內(nèi)核處理單元執(zhí)行開(kāi)啟操作。其中，執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作具體為隨機(jī)選擇內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作或者按照預(yù)設(shè)的內(nèi)核處理單元優(yōu)先級(jí)次序選擇內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。
參見(jiàn)圖4，為實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，包括步驟101、到達(dá)采樣時(shí)間時(shí)，啟動(dòng)對(duì)內(nèi)核處理單元的統(tǒng)計(jì)；步驟102、將一個(gè)內(nèi)核使用單元的使用參數(shù)與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，當(dāng)任一使用參數(shù)都未達(dá)到預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第一組內(nèi)核處理單元；當(dāng)有且僅有一個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第二組內(nèi)核處理單元；當(dāng)有兩個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第三組內(nèi)核處理單元；依次類推；步驟103、檢查是否全部的內(nèi)核單元都獲得統(tǒng)計(jì)，是則將統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前分組的信息，執(zhí)行步驟104，否則重新執(zhí)行步驟102；步驟104、檢查當(dāng)前分組的信息，對(duì)于最低組別也大于或者等于預(yù)設(shè)的最高門限值(如附圖3中Vmax所示)的情況，執(zhí)行步驟105，對(duì)于最高組別也小于或者等于預(yù)設(shè)的最低門限值(如附圖3中Vmin所示)的情況，執(zhí)行步驟108，對(duì)于其他情況，執(zhí)行步驟109；步驟105、檢查是否存在處于休眠狀態(tài)的內(nèi)核處理單元，是則執(zhí)行步驟106，否則執(zhí)行步驟107；步驟106、開(kāi)啟全部處于休眠的內(nèi)核處理單元，并將報(bào)文均勻發(fā)送到所述開(kāi)啟后的內(nèi)核處理單元，結(jié)束；步驟107、拒絕本次報(bào)文，該批報(bào)文在緩存中暫存，結(jié)束；步驟108、選擇部分內(nèi)核處理單元，執(zhí)行關(guān)閉操作；步驟109、將接收到的報(bào)文平均送入第n組內(nèi)核處理單元中，所述n為當(dāng)前所標(biāo)記的組別的最小值，結(jié)束。
參見(jiàn)圖5，為本發(fā)明所提供的自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖，包括以下步驟
步驟201、到達(dá)采樣時(shí)間，啟動(dòng)對(duì)內(nèi)核處理單元的統(tǒng)計(jì)；步驟202、計(jì)算每個(gè)內(nèi)核處理單元所處理的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，記為Si；步驟203、計(jì)算每個(gè)內(nèi)核處理單元單位時(shí)間內(nèi)建立的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，記為Ci；步驟204、計(jì)算每個(gè)內(nèi)核處理單元的CPU使用率，記為Ki；步驟205、將Si、Ci和Ki分別和與現(xiàn)配置的各內(nèi)核的門限值G_Ci、G_Si和G_Ki比較，對(duì)于均未達(dá)到門限值的內(nèi)核處理單元執(zhí)行步驟206，對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)達(dá)到門限值的內(nèi)核處理單元執(zhí)行步驟207，對(duì)于兩個(gè)數(shù)據(jù)達(dá)到門限值的內(nèi)核處理單元執(zhí)行步驟208，對(duì)于三個(gè)數(shù)據(jù)都達(dá)到門限值的內(nèi)核處理單元執(zhí)行步驟209；步驟206、將對(duì)應(yīng)的每一內(nèi)核處理單元標(biāo)記為綠色，得到綠色群組(Green_Group)，執(zhí)行步驟210；步驟207、將對(duì)應(yīng)的每一內(nèi)核處理單元標(biāo)記為黃色，得到黃色群組(Yellow_Group)，執(zhí)行步驟210；步驟208、將對(duì)應(yīng)的每一內(nèi)核處理單元標(biāo)記為橙色，得到橙色群組(Orange_Group)，執(zhí)行步驟210；步驟209、將對(duì)應(yīng)的每一內(nèi)核處理單元標(biāo)記為紅色，得到紅色群組(Red_Group)；步驟210、建立調(diào)度方案，即新建會(huì)話流將發(fā)往綠色群組處理器；步驟211、將該調(diào)度方案發(fā)送給報(bào)文分配單元；步驟212、當(dāng)接收到報(bào)文時(shí)，報(bào)文分配單元根據(jù)當(dāng)前分組的信息，將接收到的報(bào)文送入綠色群組中。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器，包括用于緩存報(bào)文的報(bào)文接收單元、一個(gè)以上的內(nèi)核處理單元和與內(nèi)核處理單元連接的報(bào)文發(fā)送單元；其特征在于還包括內(nèi)核調(diào)度單元，用于統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)，并根據(jù)所述各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)該內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；報(bào)文分配單元，用于根據(jù)所述內(nèi)核調(diào)度單元當(dāng)前分組的信息，將從所述報(bào)文接收單元接收的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多內(nèi)核處理器，其特征在于所述內(nèi)核調(diào)度單元包括統(tǒng)計(jì)模塊、比較模塊和分組模塊所述統(tǒng)計(jì)模塊與所述內(nèi)核處理單元連接，用于對(duì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并發(fā)送；所述比較模塊與所述統(tǒng)計(jì)模塊連接，用于將接收到的各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，并發(fā)送該比較結(jié)果；所述分組模塊與所述比較模塊連接，用于接收該比較結(jié)果，并根據(jù)該比較結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；還與所述報(bào)文分配單元連接，用于向報(bào)文分配單元發(fā)送所述分組處理的結(jié)果信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多內(nèi)核處理器，其特征在于所述各內(nèi)核處理單元包括休眠接口，由所述報(bào)文分配單元根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)所述休眠接口對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。
4.一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法，其特征在于包括以下步驟統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)，并根據(jù)所述各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)該內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；當(dāng)接收到報(bào)文時(shí)，根據(jù)當(dāng)前分組的信息將接收到的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于根據(jù)所述使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)各內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組包括將任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較當(dāng)有N個(gè)使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，將所述內(nèi)核處理單元設(shè)置為第M組內(nèi)核處理單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于將接收到的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中包括將接收到的報(bào)文送入第n組內(nèi)核處理單元中，所述第n組內(nèi)核處理單元為使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值數(shù)目最少的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一所述的處理方法，其特征在于所述內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)包括內(nèi)核處理單元當(dāng)前的報(bào)文會(huì)話數(shù)目，內(nèi)核處理單元單位時(shí)間內(nèi)建立的報(bào)文會(huì)話數(shù)目和/或各內(nèi)核處理單元當(dāng)前的CPU利用率。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一所述的處理方法，其特征在于將接收到的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中包括按照所述組中的內(nèi)核處理單元數(shù)目，將接收到的報(bào)文平均送入該組內(nèi)核處理單元中。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于還包括根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理方法，其特征在于根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉操作包括當(dāng)任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)都未達(dá)到預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，選擇一定數(shù)量的內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉操作，所述執(zhí)行關(guān)閉操作后的內(nèi)核處理單元處于休眠狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理方法，其特征在于根據(jù)使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)內(nèi)核處理單元執(zhí)行開(kāi)啟操作包括當(dāng)存在一定數(shù)量的內(nèi)核處理單元處于休眠狀態(tài)時(shí)，如果出現(xiàn)任一內(nèi)核處理單元的使用參數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值，則根據(jù)當(dāng)前的報(bào)文流量選擇全部或部分處于休眠狀態(tài)的內(nèi)核處理單元執(zhí)行開(kāi)啟操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11任一所述的處理方法，其特征在于執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作包括隨機(jī)選擇內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作，或者按照預(yù)設(shè)的內(nèi)核處理單元優(yōu)先級(jí)次序選擇內(nèi)核處理單元執(zhí)行關(guān)閉/開(kāi)啟操作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理器，包括用于緩存的報(bào)文接收單元、一個(gè)以上的內(nèi)核處理單元和與其連接的報(bào)文發(fā)送單元；還包括內(nèi)核調(diào)度單元，用于統(tǒng)計(jì)每一內(nèi)核處理單元的各使用參數(shù)，并根據(jù)各使用參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)該內(nèi)核處理單元進(jìn)行分組處理；報(bào)文分配單元，用于根據(jù)內(nèi)核調(diào)度單元當(dāng)前分組的信息，將從報(bào)文接收單元接收的報(bào)文送入一組內(nèi)核處理單元中。本發(fā)明還公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度的多內(nèi)核處理方法。通過(guò)本發(fā)明公開(kāi)的多內(nèi)核處理器及處理方法，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)報(bào)文流量動(dòng)態(tài)調(diào)配內(nèi)核處理單元，發(fā)揮多內(nèi)核處理器的優(yōu)勢(shì)；增大了系統(tǒng)的吞吐量，平衡了內(nèi)核處理單元的處理報(bào)文數(shù)；進(jìn)而提高了處理器的處理效率。
文檔編號(hào)G06F9/46GK1937591SQ20061013766
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
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