[发明专利]一种基于众核系统的任务调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机任务调度和资源映射技术领域，特别涉及一种基于众核系统的任务调度方法及装置。

背景技术

目前，微处理器微体系结构的发展有以下四个重要趋势：第一、单芯片集成的系统结构。采用SoC(System On Chip)技术实现传统计算机系统在单个芯片内的微型化和集成化是微处理器研究与设计的一个重要趋势。在单个芯片内集成多个处理器核、核间互连网络以及片内多级存储层次，构成的单芯片多处理器CMP(Chip Multiprocessor)。随着芯片规模的不断扩大，未来的趋势是将更大规模的MPP系统（结点数目几十到上百数量级，甚至更多）集成到单个芯片上，形成众核（many-core）微处理器。第二、精简的处理器核心。在单片高集成度的前提下，处理器核功能的精简化（Reducing）是微处理器研究与设计的另一个重要趋势，如：IBM的Cyclops 64、Cell以及OCPUnSPARC T1等微处理器都采用了相对简单的处理器核。采用RISC（Reduced Instruction Set Computing）思想，精简化是将处理器核的逻辑根据目标应用的特性进行简化，保留用途最大（使用最频繁）的必要计算资源，形成精简处理器核。第三、应用为导向的可重构设计。分析目标应用的特性，面向目标应用的特性进行微体系结构设计是微处理器研究的另一个重要趋势。随着社会的发展，不断出现的新应用对微处理器微体系结构提出了新的要求。第四、性能和功耗的权衡管理。随着集成度的提高，以及工艺尺寸进步带来的漏电流增大，使功耗成为单芯片众核发展的障碍。因此，对处理器的要求从单一的追求功耗，转移到了对能耗比的追求，以最低的功耗取得最高的性能。

随着计算机微处理器发展的趋势与特点越来越明显，在保证性能要求和安全的前提下，众核的任务调度和资源映射等技术应运而生。其基本思想如下：在尽可能少地损失性能的前提下，在底层硬件和上层应用之间加上虚拟层，它可以合理地进行硬件资源管理、任务调度、隔离不同应用等。但是随着众核系统中PE（Processor Element）的不断增加，高度增加的任务数目和计算量使现有技术无法满足调度和管理的需求。

同时，现有的任务调度技术，没有体现出高度灵活性。一方面，针对动态性而言，现有技术制约了动态可重构。单个PE可能无法快速完成任务，需要一些PE组成虚拟计算群VCG（Virtual Computing Group），构成功能更加强大的计算单元，才能根据实时资源需求和可靠性需求，支持单线程、多线程、SIMD、宏流水和冗余计算等基本计算模式，从而满足系统要求。另一方面，针对在线重构性，对单个任务而言，现有的任务调度技术无法实现在任务执行期间，为其在线添加或释放资源，同时保证其他任务的正常运行。

因此，如何最大限度的使用众核平台的微处理器资源，高效调度任务集，优化系统性能，提高精简众核系统的吞吐率，使系统满足不同应用的需求，成为未来众核发展的关键技术。针对现有技术中存在的问题，本方案提出一种基于众核系统的任务调度方法及装置是计算机任务调度和资源映射技术领域目前急待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种基于众核系统的任务调度方法及装置，通过将微处理器众核系统划分成管理调度区和任务执行区，针对不同应用和当前系统资源情况由调度算法以及编译指导命令生成编译信息，调度单元接收编译信息将需要调度的线程调度到合适的PE，构建满足要求的计算模式，通过配置子网形成合适的虚拟计算群VCG；任务执行区在调度单元的调度下做出应对策略,进而实现动态、在线重构，本方案可提升使用众核平台的微处理器资源，高效调度任务集，优化系统性能，提高精简众核系统的吞吐率。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于众核系统的任务调度方法，包括：

步骤一、微处理器众核系统划分成管理调度区和任务执行区；

步骤二、依据编译指导信息，调度单元根据当前应用阶段性需求，将需要调度的线程调度到合适的PE上，构建满足要求的计算模式；

步骤三、任务执行区根据调度程序给出的指导信息做出应对策略,进而实现动态、在线重构。

优选的，上述步骤一中，进一步包括调度算法、资源管理算法、编译指导命令在操作系统用户态，调度单元工作在操作系统内核态，映射到有操作系统的管理调度区。

优选的，上述调度算法负责多个应用到任务执行区PE的映射。