[发明专利]系统处理器的透明替换

说明书

背景

微处理器是能够为诸如台式计算机、膝上型计算机、服务器计算机、蜂窝 电话、激光打印机等计算设备执行处理和控制功能的电子设备。通常，微处理 器包括小型塑料或陶瓷封装，其包含并保护包括复杂的集成电路的一小片半导 体材料。连接到集成电路的引线被附连到从封装伸出的引脚，从而允许该集成 电路连接到其它电子设备和电路。微处理器通常被插入到或以其它方式附连到 包含其它电子设备的电路板。

虽然微处理器集成电路通常只包括一个计算单元，即一个处理器，但在微 处理器集成电路中可能包括多个处理器。通常被称为“核”的多个处理器被包 括在同一片半导体材料中并连接到微处理器封装引脚。具有多个核增加微处理 器的计算能力。例如，具有四个核的微处理器可以提供几乎与四个单核微处理 器等量的计算能力。利用多核微处理器所提供的增加的计算能力允许用较少的 计算设备来执行先前需要多个计算设备来执行的计算功能。

例如，跨32个传统计算设备实现的服务器，即，32路(32-way)服务器， 可由各自具有四个核的八个微处理器来实现。进一步考虑该概念，如果每一单 独的核都比32个计算设备中的一个强大8倍，则32路服务器可由具有四个核 的一个微处理器来实现。减少微处理器的数量降低服务器的成本，减少为服务 器供电所需的能量以及服务器所需的维护量。

使用多核微处理器的优点正引导“服务器合并”的趋势。服务器合并是获 得可能各自提供不同服务的多个服务器并在一个物理设备(例如，四核处理器) 上提供所有这些服务的过程。虽然降低了成本，减少了能量和维护，但合并服 务器具有孤注一掷的后果。这对该一个物理设备造成了较大的可靠性负担。如 果服务器在许多单独的计算设备上实现并且一计算设备发生故障，通常存在能 够接管该发生故障的计算设备的其他计算设备。使得一个计算设备接管发生故 障的计算设备的过程被称为“故障切换”。已针对传统服务器配置开发了以受 控和有序的方式执行故障切换以确保在从发生故障的计算设备转换到替换计 算设备期间没有数据丢失并且没有正在运行的进程被中断的技术。

为了创建与单核微处理器服务器一样稳健和可靠的多核微处理器服务器， 需要类似的技术。

概述

提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一 些概念。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮 助确定所要求保护的主题的范围。

公开了用替换处理器来透明地替换中断受控处理器。将中断定向到映射到 处理器的标识符的不可变标识符，而不是将中断直接定向到处理器。在将中断 定向到替换处理器之前，将替换处理器的标识符映射到不可变标识符。将中断 定向到该不可变标识符。不可变标识符到处理器的标识符而不是直接到处理器 的映射允许透明地替换处理器。

通过临时限制被定向到将被替换的处理器的中断来用替换处理器来替换 该处理器；激活该替换处理器；将该替换处理器的标识符映射到不可变标识符； 隔离将被替换的处理器；以及使用该不可变标识符到该替换处理器的标识符的 映射来将后续中断定向到该替换处理器。较佳地，诸如I/O APIC等中介存储 该不可变标识符。

不可变标识符到替换处理器的标识符的映射可用于逻辑模式传递、物理模 式传递或中断映射。

附图简述

当结合附图参考以下详细描述时，可以更容易领会并更好地理解本发明的 上述方面和许多附加的优点，附图中：

图1是能够支持分区单元替换的示例性计算设备的框图；

图2是包含其中一个分区单元是无关联的多个分区单元的示例性分区的 框图；

图3是图2所示的、被重新配置成包括先前无关联的分区单元的示例性分 区的框图；

图4A是包含处理器、存储器控制器和存储器块的示例性分区单元的框图；

图4B是包含处理器的示例性分区单元的框图；

图5是连接到示例性I/O APIC的多个设备的框图；

图6是用于替换处理器的示例性过程的功能流程图；以及

图7是与示例性中介、示例性发生故障的处理器和示例性替换处理器交互 的示例性设备的框图。

详细描述