[发明专利]一种堆叠式多处理器中热量优化的任务分配方法及装置

说明书

本发明公开了一种堆叠式多处理器中热量优化的任务分配方法及装置，本发明针对目标堆叠式多处理器，计算各个处理器按照单独执行同一任务时的热量指标得到处理器散热能力序列；针对待执行任务集合，计算各个待执行任务在同一处理器上单独执行时的热量指标得到任务发热能力序列；以散热最优的处理器与发热最大的任务配对的原则，建立初始任务分配方案并计算其热量指标；在初始任务分配方案及其热量指标的基础上，通过基因迭代和模拟退火机制，调整任务分配方案，经过迭代选优，获得热量指标最佳的任务分配方案。本发明能根据各处理器的散热能力和各任务的发热能力进行综合考虑和迭代优化，获得最佳任务分配方案，具有热量控制效果明显的优点。

技术领域

本发明涉及堆叠式多处理器中任务分配技术，具体涉及一种堆叠式多处理器中热量优化的任务分配方法及装置。

背景技术

堆叠式多处理器技术将传统的平面多处理器芯片通过堆叠并粘连的方式集成到一起，通过垂直方向的连线实现不同堆叠层之间通信交互，从而大大降低了全局连线的长度，进而缓解了长连线延迟对微处理器性能的制约，大幅提高全芯片整体性能。

但内部连线距离变短的同时，也意味着作为热源的各处理器之间的距离变小，甚至多个热源处于上下相邻的位置，更容易出现热量聚集和散热能力降低的问题。而堆叠式多处理器技术中作为相邻堆叠层间粘合材料使用的环氧树脂类材料或绝缘电介质，都属于热阻材料，与硅和金属相比，其导热能力较差，从而限制了部分堆叠层在垂直方向上的传热和散热能力。

以上原因使得堆叠式多处理器功耗密度和热量聚集问题比传统平面多处理器更加严峻，所面临的温度压力也更大。

传统的任务分配机制一般采用简单的顺序分配方法，即按空闲处理器的序号依次分配，这种任务分配机制具有实现硬件代价最小，分配速度最快的特点，在平面多处理器中应用比较广泛。但由于忽视了各处理器的散热能力和各任务的发热能力，极易出现发热严重的任务被分配散热能力极差的处理器中，或者多个发热严重的任务被分配到相邻的处理器，甚至是堆叠式多处理器中上下相邻的处理器中，这都会导致热量聚集过于严重的情况，导致全芯片的可靠性变差，直至失效。

为了针对堆叠式多处理器提供热量控制效果明显的任务分配机制，需要根据堆叠式多处理器中各处理器的散热能力和各任务的发热能力进行综合考虑和迭代优化，目前尚未有公开有效的方法和装置来进行相应处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种堆叠式多处理器中热量优化的任务分配方法及装置，本发明能根据各处理器的散热能力和各任务的发热能力进行综合考虑和迭代优化，获得最佳任务分配方案，具有热量控制效果明显的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种堆叠式多处理器中热量优化的任务分配方法，实施步骤包括：

1）针对目标堆叠式多处理器，计算各个处理器按照单独执行同一任务时的热量指标，得到处理器散热能力序列Q1；

2）针对待执行任务集合，计算各个待执行任务在同一处理器上单独执行时的热量指标，得到任务发热能力序列Q2；

3）针对处理器散热能力序列Q1和任务发热能力序列Q2，以散热最优的处理器与发热最大的任务配对的原则，建立初始任务分配方案S0并计算其热量指标；

4）在初始任务分配方案S0及其热量指标的基础上，通过基因迭代和模拟退火机制，调整任务分配方案，经过迭代选优，获得热量指标最佳的任务分配方案Sresult。

优选地，步骤1）的详细步骤包括：

1.1）选择测试任务t；

1.2）针对目标堆叠式多处理器，遍历选择一个处理器作为当前处理器i；