[发明专利]一种适用于流应用多核处理器的存储管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及片上网络多核处理器技术领域，具体地，涉及一种适用于流应用多核处理器的存储管理方法。

背景技术

目前，多核处理器设计已经成为各应用领域中的主流趋势，而有关片上网络互联的多核处理器研究也是学术界的热点。

当前学术界中普遍采用的片上网络多核处理器架构，是将每个处理器挂载到片上网络路由节点上，每个节点的处理器可以访问本节点的存储，也可以通过片上网络访问网络节点的存储，由于访问网络节点存储受到距离和网络通信模式影响较大，则可能导致花费在网络访存上的开销随着网络规模的增大而明显增大。

考虑到在流应用领域中，进程执行往往是核心算法的不断迭代，组织方式也多为流水线形式，同时，对存储的访问往往呈现出较为规整的块访问模式，因此，可以基于此类型应用提出一种存储管理机制，用来实现存储分配的优化，使得由于访存给应用程序造成的影响降到最小程度。之前的研究有采用静态编译器指导的存储分配，但是，很显然，这种方式不能够在运行时，随着进程运行参数和访存模式的时变而动态调整存储分配，也就无法在所有情况下都能够获得很好的性能优化。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在访存开销大、空间分配平衡性差和系统应用性能差等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种适用于流应用多核处理器的存储管理方法，以实现访存开销小、空间分配平衡性好和系统应用性能好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于流应用多核处理器的存储管理方法，主要包括：

每个网络节点的存储管理部件（DME），对相应网络节点的程序运行时间和访存参数的相应数据进行收集；

所述存储管理部件（DME），将收集所得相应数据进行打包，并通过片上网络汇总到主控制处理器；

所述主控制处理器对各网络节点的程序运行时间和访存参数的相应数据进行统一处理；该访存参数包括访存模型和访存开销。

进一步地，所述主控制处理器对各网络节点的程序运行时间和访存参数的相应数据进行统一处理的操作，具体包括：

主控制处理器基于各网络节点的程序运行时间和访存参数的相应数据，在当前数据未达到预设的迭代上限值、且在需要对该网络节点的中间数据表进行调度并更新时，配置与该网络节点相关的存储管理部件（DME），进行存储的搬移或替换，完成中间数据表的更新；

完成中间数据表的更新后，主控制处理器更新该网络节点各端口的优先级。

进一步地，所述主控制处理器更新该网络节点各端口的优先级的操作，具体包括：

主控制处理器运行预设算法，根据各网络节点的程序运行时间和历史运行时间，更新各网络节点的核程序执行的平均时间；

根据各网络节点的核程序执行的历史平均时间，为每个核程序更新优先级；

更新完成各核程序的优先级后，主控制处理器根据预设最优标准对当前优先级分布进行评判，并根据评判结果更新当前优先级分布。 

进一步地，所述为每个核程序更新优先级的操作，具体包括：

主控制处理器按照历史平均时间的时长优先级从高到低的原则进行分配，推算片上存储的每个页具体归属于多核程序中的哪个核程序、以及该核程序访问该页所花费的时间，并且依次为每个页编排优先级；如果某核程序访问某页所需时间最长，则称该页隶属于该核程序的优先级最高。

进一步地，所述根据评判结果更新当前优先级分布的操作，具体包括：

在当前优先级分布不是最优时，主控制处理器根据当前优先级统计结果，进行模拟存储调度，并推算调度后最慢核程序的执行时间；

在推算调度后最慢核程序的执行时间的过程中：

如果发现模拟调度后，最高优先级的核程序（模拟调度后最高优先级的核可能发生变更）的性能比模拟调度前提升；则将按照更新后的模拟调度方式进行物理存储调度，否则将更新后的模拟调度方式作废；

如果确定需要进行物理存储调度，则将隶属于最高优先级核程序的远端存储块搬移或替换到其紧邻邻域，则本轮存储调度完成。

进一步地，所述根据评判结果更新当前优先级分布的操作，具体还包括：

在主控制处理器中一个主控制核程序上，运行实时判决与调度算法；该判决算法能够依据当前优先级统计和访存统计，决定是否执行存储调度，调度算法则决定如何将远端的高优先级存储块搬移或替换到其所隶属于的高优先级核的邻近位置。