專利名稱：具有包括多個內(nèi)核的處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及對具有包括 多個內(nèi)核的處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，其能夠在尺寸減小的同時執(zhí)行越來 越多的任務(wù)。為了快速處理處理器密集型應(yīng)用(諸如，流視頻、游 戲，以及處理復(fù)雜的電子表格、計(jì)算等)，持續(xù)提高處理器時鐘速 度。為了適應(yīng)處理器密集型應(yīng)用，很多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正利用多個處理 器。除了采用多個處理器之外，目前還存在具有雙核的處理器，其 能夠提供提高的速度和處理帶寬。隨著處理器在速度和復(fù)雜性上的 增長，發(fā)熱成為了一個問題。
目前，散熱是在宏觀級別加以解決的。即，提供風(fēng)扇和散熱片 來為處理器散熱。當(dāng)發(fā)熱仍然是個問題時，會出現(xiàn)系統(tǒng)關(guān)機(jī)。即， 在大型多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的情況下， 一個或多個系統(tǒng)關(guān)機(jī)，直到溫度水 平降低為止。在多處理器系統(tǒng)的情況下， 一個或多個處理器停止， 直到溫度水平低于最大允許限度為止。 一旦溫度水平返回到允許的 限定，系統(tǒng)/處理器便會重新啟動。盡管這兩個方案在降低熱量方面 是有效的，但是它們都會顯著地?fù)p失計(jì)算資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施方式包括對具有包括多個內(nèi)核的至少 一 個
處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述控制是通過建立內(nèi)核最大值, 該內(nèi)核最大值基于操作條件來設(shè)置在預(yù)定時段中操作的多個內(nèi)核的 最大數(shù)量；確定內(nèi)核運(yùn)行值，該內(nèi)核運(yùn)行值與在所述預(yù)定時段中操作的至少 一個處理器的多個內(nèi)核的數(shù)量相關(guān)聯(lián)；以及如果在所述預(yù) 定時段內(nèi)，內(nèi)核運(yùn)行值大于內(nèi)核最大值，則停止多個內(nèi)核中的至少 一個內(nèi)核。
在此還描述了與以上概述的方法相對應(yīng)的系統(tǒng)和計(jì)算才幾程序產(chǎn) 品， 并要求對其進(jìn)行保護(hù)。
通過本發(fā)明示例性實(shí)施方式的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)額外的特征和優(yōu) 勢。在此詳細(xì)描述了本發(fā)明的其他實(shí)施方式和方面，并且將其一見為 所要求保護(hù)的本發(fā)明的一部分。為了更好地理解本發(fā)明的優(yōu)勢和特 征，請參閱描述和附圖。


被視為本發(fā)明的主題在說明書所附的權(quán)利要求中特別指出并明 確要求保護(hù)。本發(fā)明的前述和其他目的、特征和優(yōu)勢將從結(jié)合附圖 的下述具體描述中變得顯然，其中
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的對具有多個內(nèi)核的 處理器進(jìn)行控制的方法的流程圖；以及
圖2是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的通用計(jì)算機(jī)的示意 性框圖。
具體描述通過參考附圖、以示例的方式說明了本發(fā)明的示例性
實(shí)施方式以及優(yōu)勢和特;f正。
具體實(shí)施例方式
首先參考圖l，用于對具有提供有多個內(nèi)核的中央處理器的計(jì)算
機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法在整體上被表示為20。最初，如框22處所指 示的，感測處理器的操作參數(shù)。更具體地，確定各種操作參數(shù)，其 中操作參數(shù)諸如但不限于電源容量、空調(diào)容量、處理負(fù)荷和/或環(huán) 境溫度。如框24處所指示的，基于一個或多個操作參數(shù)，確定應(yīng)當(dāng) 同時運(yùn)行的處理器的數(shù)量或稱為C—max值。如框26處所指示的，在 確定了 C max值以后，確定目前實(shí)際上運(yùn)行的內(nèi)核的lt量，從而設(shè)置C一run值。如框27處所指示的，在針對運(yùn)行的內(nèi)核數(shù)量而掃描處 理器的同時，將所有活躍的作業(yè)優(yōu)先級化。優(yōu)先級是基于各種參數(shù) 的，這些參數(shù)諸如但不限于解決問題的緊急度。例如，需要立即得 到回答的作業(yè)比涉及長期研究的作業(yè)要優(yōu)先。優(yōu)先級可以由系統(tǒng)管 理員或每個用戶設(shè)置。在任何情況下，為了維護(hù)當(dāng)前優(yōu)先級列表， 周期性地更新活躍作業(yè)的優(yōu)先級。就這一點(diǎn)，如框28處所指示的， 將C—run值與C—max值相比較。如果C—run值小于C—max值，則不 采取動作，并且持續(xù)地更新C—run值并將其與C^max值進(jìn)行比較。 然而，如果Cjun值大于C—max值，則必須停止內(nèi)核，并且確定需 要停止的內(nèi)核數(shù)量，以便將C—run值返回到低于C—max值的水平， 如框30處所示。
必須停止的內(nèi)核的數(shù)量應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛘叽笥趯—run值減小至 C一max值以下的點(diǎn)所需的內(nèi)核數(shù)量。內(nèi)核停止基于如框27所確定的 作業(yè)優(yōu)先級。具有低優(yōu)先級的內(nèi)核會在具有較高優(yōu)先級的內(nèi)核之前 被停止。 一旦標(biāo)識出將被停止的內(nèi)核，則將停止值指派給相關(guān)聯(lián)的 內(nèi)核指派表。對于每個將被停止的內(nèi)核， 一旦作業(yè)完成，或者達(dá)到 了停止點(diǎn)，該內(nèi)核便被停止，并被指示在沒有進(jìn)一步指令的情況下 不進(jìn)行額外作業(yè)。更具體地，在接收到停止值時，內(nèi)核將調(diào)用棧、 頁面狀態(tài)、存儲器訪問和其他作業(yè)信息拷貝至存儲器，并進(jìn)入休眠 模式。此刻，確定C—run值是否小于C—max值，如框32處所指示。 如果否，則停止更多的內(nèi)核。另一方面，如果C—run值下降至等于 或小于C—max值的水平，則之前停止的內(nèi)核凈皮重新啟動，并允許其 進(jìn)行額外作業(yè)，如框34處所指示的。
更具體地， 一旦C—run值下降至等于或小于C—max值的水平， 則確定應(yīng)當(dāng)使多少個內(nèi)核脫離休眠模式。內(nèi)核中脫離休眠模式的特 定內(nèi)核可以取決于指派的作業(yè)優(yōu)先級，例如，處理特定處理作業(yè)所 需的內(nèi)核。 一旦標(biāo)識出將被重新初始化的內(nèi)核，則將喚醒值指派給 內(nèi)核指派表。接收到喚醒值之后，內(nèi)核從存儲器拷貝調(diào)用棧、頁面 狀態(tài)、存儲器訪問和其他作業(yè)信息，并恢復(fù)已經(jīng)就緒或現(xiàn)在可用的作業(yè)，以進(jìn)行新作業(yè)。
此刻，應(yīng)當(dāng)理解，盡管結(jié)合單個處理器描述了本發(fā)明的示例性 實(shí)施方式，但是其還可以與具有多個內(nèi)核的多個處理器以及具有多 個處理器(每個處理器具有多個內(nèi)核)的服務(wù)器一起使用。這樣，
本發(fā)明的示例性實(shí)施方式在壓力(duress)期間(例如，高溫、高使 用率等)對處理器負(fù)荷進(jìn)行管理。在高壓力期間，系統(tǒng)按照需要停 止或者關(guān)閉內(nèi)核中的特定內(nèi)核，以便在較長時間的壓力期間將處理 器維持在可以承受的水平，從而避免電源出故障或者氣候控制設(shè)備損壞。
本發(fā)明的能力可以用軟件、固件、硬件或其某些組合實(shí)現(xiàn)。作 為 一 個示例，此處描述的對具有提供有多個內(nèi)核的中央處理器的計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法利用通用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，并且該方法可以編 碼為供通用計(jì)算機(jī)使用的可移動介質(zhì)或硬介質(zhì)上的指令集。圖2是 適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方式的通用計(jì)算機(jī)的示意性框圖。在圖2中， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400具有至少 一個微處理器或中央處理單元(CPU ) 405 。 CPU 405通過系統(tǒng)總線410與下述部件互連隨機(jī)訪問存儲器(RAM ) 415、只讀存儲器(ROM) 420、輸入/輸出(I/O)適配器425 (用于 連接可移除的數(shù)據(jù)和/或程序存儲設(shè)備430以及大容量數(shù)據(jù)和/或程序 存儲設(shè)備435 )、用戶接口適配器440(用于連接鍵盤445和鼠標(biāo)450 )、 端口適配器455 (用于連接數(shù)據(jù)端口 460)和顯示器適配器465 (用 于連接顯示設(shè)備470)。
ROM 420包含用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的基本操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng) 可以駐留在RAM415中或者本領(lǐng)域中公知的其他地方?？梢苿拥臄?shù) 據(jù)和/或程序存儲設(shè)備430的示例包括磁介質(zhì)(諸如，軟盤驅(qū)動器和 磁帶驅(qū)動器)和光介質(zhì)(諸如，CDROM驅(qū)動器)。大容量數(shù)據(jù)和/ 或程序存儲設(shè)備435的示例包括硬盤驅(qū)動器和非易失性存儲器(諸 如，閃存)。除了鍵盤445和鼠標(biāo)450之外，諸如軌跡球、書寫板、 壓力墊、麥克風(fēng)、光筆和位置傳感屏幕顯示器的其他用戶輸入設(shè)備 也可以連接至用戶接口 440。顯示設(shè)備的示例包括陰極射線管(CRT )顯示器和液晶顯示器(LCD)。
此處描述的流程圖僅是示例。在不脫離本發(fā)明精神的前提下， 可以存在針對此處描述的這些示意圖或步驟(或操作)的很多變體。 例如，這些步驟可以以不同的順序執(zhí)^f于，或者可以添加、刪除或<奮 改步驟。所有這些變體都是要求保護(hù)的本發(fā)明的部分。
盡管描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，對于本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言，無論在現(xiàn)在還是將來，都可以做出各種改進(jìn)和增 強(qiáng)，這些改進(jìn)和增強(qiáng)都落入下述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。這些權(quán)利要求 應(yīng)當(dāng)被理解為首次描述的本發(fā)明維護(hù)恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。
權(quán)利要求
1.一種對具有包括多個內(nèi)核的至少一個處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，所述方法包括建立內(nèi)核最大值，所述內(nèi)核最大值基于操作條件來設(shè)置在預(yù)定時段中操作的所述多個內(nèi)核的最大數(shù)量；確定內(nèi)核運(yùn)行值，所述內(nèi)核運(yùn)行值與在所述預(yù)定時段中操作的所述至少一個處理器的所述多個內(nèi)核的數(shù)量相關(guān)聯(lián)；以及如果在所述預(yù)定時段中，所述內(nèi)核運(yùn)行值大于所述內(nèi)核最大值，則停止所述多個內(nèi)核中的至少一個內(nèi)核。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 感測所述至少一個處理器的溫度；以及 基于所述至少一個處理器的所述溫度來建立所述內(nèi)核最大值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 感測所述多個內(nèi)核中每一個的處理負(fù)荷；以及 基于所述處理負(fù)荷來建立所述內(nèi)核最大值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括檢測所述多個內(nèi)核中的哪些內(nèi)核正在運(yùn)行低優(yōu)先級進(jìn)程；以及 停止運(yùn)行最低優(yōu)先級進(jìn)程的內(nèi)核。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括停止所述多個內(nèi)核中額外的內(nèi)核，直到所述內(nèi)核最大值大于所 述內(nèi)4亥運(yùn)4亍4直為止。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 標(biāo)識所述多個內(nèi)核中將要停止的選定內(nèi)核；以及 在停止所述多個內(nèi)核的所述選定內(nèi)核之前，將進(jìn)程從所述多個內(nèi)核的所述選定內(nèi)核轉(zhuǎn)移。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 基于另一預(yù)定時段處的操作條件，建立新的內(nèi)核最大值；以及 如果所述內(nèi)核運(yùn)行值等于或大于所述新的內(nèi)核最大值，則重新啟動所述多個內(nèi)核的所述至少一個內(nèi)核。
8. —種用于操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)，包括包括多個內(nèi)核的至少一個中央處理單元(CPU)，所述至少一個CPU通過系統(tǒng)總線在功能上與以下各項(xiàng)互連輸入/輸出(1/0)適配器，其連接至以下至少一個可移動數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、程序存儲設(shè)備和大容量數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；用戶接口適配器，其連接至一個或多個計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備；顯示器適配器，其連接至顯示器設(shè)備；以及至少一個存儲器設(shè)備，其上存儲有指令集，當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會使所述系統(tǒng)建立內(nèi)核最大值，所述內(nèi)核最大值基于操作條件來設(shè)置在預(yù)定時段中操作的所述多個內(nèi)核的最大數(shù)量；確定內(nèi)核運(yùn)行值，所述內(nèi)核運(yùn)行值與在所述預(yù)定時段中操作的所述至少一個處理器的所述多個內(nèi)核的數(shù)量相關(guān)聯(lián)；以及如果在所述預(yù)定時段中，所述內(nèi)核運(yùn)行值大于所述內(nèi)核最大值，則停止所述多個內(nèi)核中的至少一個內(nèi)核。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會使所述系統(tǒng)感測所述至少一個CPU的溫度；以及基于所述至少一個CPU的所述溫度來建立所述內(nèi)核最大值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會引起所述系統(tǒng)感測所述多個內(nèi)核中每一個的處理負(fù)荷；以及基于所述處理負(fù)荷來建立所述內(nèi)核最大值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會使所述系統(tǒng)檢測所述多個內(nèi)核中的哪些內(nèi)核正在運(yùn)行低優(yōu)先級進(jìn)程；以及停止運(yùn)行最低優(yōu)先級進(jìn)程的所述內(nèi)核。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會使所述系統(tǒng)停止所述多個內(nèi)核中額外的內(nèi)核，直到所述內(nèi)核最大值大于所述內(nèi)核運(yùn)4亍<直為止。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會使所述系統(tǒng)標(biāo)識所述多個內(nèi)核中將要停止的選定內(nèi)核；以及在停止所述多個內(nèi)核的所述選定內(nèi)核之前，將進(jìn)程從所述多個內(nèi)核的所述選定內(nèi)核轉(zhuǎn)移。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述至少一個CPU執(zhí)行所述指令集時，會使所述系統(tǒng)基于另一預(yù)定時段處的操作條件，建立新的內(nèi)核最大值；以及如果所述內(nèi)核運(yùn)行值等于或大于所述新的內(nèi)核最大值，則重新啟動所述多個內(nèi)核的所述至少 一個內(nèi)核。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有包括多個內(nèi)核的處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其控制方法。具體地，對具有包括多個內(nèi)核的至少一個處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，包括建立內(nèi)核最大值，該內(nèi)核最大值基于操作條件來設(shè)置在預(yù)定時段中操作的多個內(nèi)核的最大數(shù)量；確定內(nèi)核運(yùn)行值，該內(nèi)核運(yùn)行值與在所述預(yù)定時段中操作的至少一個處理器的多個內(nèi)核的數(shù)量相關(guān)聯(lián)；以及如果在預(yù)定時段中，內(nèi)核運(yùn)行值大于內(nèi)核最大值，則停止多個內(nèi)核中的至少一個。
文檔編號G06F9/50GK101625650SQ20091015869
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者M·穆克赫吉 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司