[发明专利]用于动态重分派虚拟通道资源的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及计算机和类似技术领域，并且具体涉及计算机输入输出(IO)性能。更具体地，本发明涉及动态重分派缓冲器分配以最大化虚拟通道的IO性能。

背景技术

随着当代社会对计算机持续增加的依赖，计算机技术已经必须向许多前沿推进，以跟上增加的性能需求。为了满足增加的性能需求，经常期望提供日益更快速和更复杂的硬件组件。而且，在许多应用中，多个硬件组件(如处理器)和外围组件(如存储设备、网络连接等)并行操作以增加整体系统性能。

已经对其贯注开发努力的一个特殊领域是：管理由计算机利用的硬件组件(例如，存储设备)、网络连接、工作站、以及适配器、控制器和其他被利用来将这些组件连接到计算机的中央处理单元(即，处理器)的互连硬件设备。经常被称为输入/输出(IO)资源的外围组件典型地经由一个或多个中间互连硬件设备组件耦合到计算机，该一个或多个中间互连硬件设备组件形成“构造(fabric)，中央处理单元和IO资源之间的通信通过该“构造”。

在更高性能的计算机设计中，IO性能可能使得互连硬件设备的复杂配置成为必须以处理设计的通信需要。在一些实例中，通信需要可能大到足以使额外壳体成为必须，该额外壳体与计算机的中央处理单元容纳于其中的壳体相分离并且与其耦合。

经常，在更复杂的设计中，如IO适配器的外围组件可以使用在计算机的主壳体或辅助壳体的任一或两者中安排的插槽而耦合到IO构造。其他组件可以以其他方式(例如，经由缆线和其他类型的连接器)安装或耦合到IO构造；然而，这些其他类型的连接也称作插槽。不管使用的连接类型，IO插槽因此表示IO资源经由IO构造与计算机通信的连接点，或IO端点。

在更高性能的计算机设计中，系统中可用的IO插槽的数量可以扩展达到数百个。当处理大量IO插槽时，IO可使用IO盒(drawer)与CPU综合体分离。为了将IO盒连接到CPU综合体，IO功能被划分为两个组件，集线器和桥。集线器指直接连接到处理器综合体(也称作处理器节点)的IO功能的部分。桥指与集线器连接的IO盒中的组件。

依赖于IO盒设计，每个IO盒可以有一个或多个IO桥。随着系统扩展，IO集线器的数量也与IO桥的数量一起增加。当将多个IO桥附接到单个集线器时，桥可以被串到一起并以环状或线状(string)配置连接到集线器。数据经由如工业标准总线(如InfiniBand或外围组件互连高速(PCI-Express))的总线在集线器和桥之间传递。符合InfiniBand或PCI-Express协议的总线使用称作虚拟通道的概念在各种组件之间传递数据。每个虚拟通道具有设置数量的被分派给其、用于双向传递数据的缓冲器空间。与虚拟通道有关的一个问题在于，由于成本和空间限制，每个虚拟通道的缓冲器空间量是有限的。该限制可以限定系统和各个IO组件的整体IO性能。

因此，将期望提供一种用于在初始化和运行时应用期间重分派缓冲器空间、以最大化虚拟通道的IO性能的方法。

发明内容

根据本发明，提出了一种用于在期间重分派缓冲器空间以最大化虚拟通道的IO性能的方法。更具体地，用于重分派缓冲器空间的方法从未使用的虚拟通道获得缓冲器空间，并将未使用的缓冲器空间重分派给使用的虚拟通道。例如，在支持其中仅使用两个虚拟通道的四个虚拟通道的实施例中，该方法从其他两个未使用的虚拟通道重分派缓冲器空间，用于由使用中的两个虚拟通道使用。

当重分派虚拟通道缓冲器空间时，虚拟通道缓冲器空间可以基于数据移动的方向分配。利用虚拟通道缓冲器空间，缓冲器空间被分离为用于传递数据的空间和用于接收数据的空间。为了传递数据，仅需要将数据移交给相邻组件的足够空间，为了接收数据，期望尽可能多的空间以捕获被请求的数据和从另一组件传递的数据。

因此，在本发明的一个方面中，缓冲器空间从未使用的虚拟通道移除，然后基于数据流的方向重分派。对于用于传递数据的虚拟通道，缓冲器空间被设置为最小缓冲器空间大小，而对于用于接收数据的虚拟通道，缓冲器空间被设置为最大缓冲器空间大小。

在本发明的另一方面中，当重分派缓冲器空间时还考虑桥的配置。例如，当桥以桥的环状或线状配置来配置时，数据流动的方向将基于桥相对于集线器的位置而变化。更具体地，利用桥的环，一些桥以朝向集线器的一个方向发送数据，而一些桥以另一方向发送数据。对于线状配置，数据仅以相对于集线器的一个方向流动。