[发明专利]一种可扩展的栅栏同步方法及设备

说明书

本发明公开了一种可扩展的栅栏同步方法及设备，本发明方法包括：接收并解析超节点内核心的进程发起的栅栏同步请求；若收到的栅栏同步请求包含超节点内核心的进程栅栏同步以及超节点间核心的进程栅栏同步，则超节点内的本地栅栏通过本地栅栏实例执行本超节点内核心的进程的栅栏同步，发送全局更新请求给超节点间的全局栅栏，超节点间的全局栅栏通过全局栅栏实例执行超节点间核心的进程的栅栏同步，发送栅栏释放信号给各个发起全局更新请求的超节点内的本地栅栏，收到栅栏释放信号的各个超节点内的本地栅栏释放本地栅栏实例并发送读返回信号。本发明采用层次化的栅栏设计，减少了栅栏同步过程中的通信量，适用于大规模系统，具有良好的扩展性能。

技术领域

本发明涉及处理器的栅栏同步技术，具体涉及一种可扩展的栅栏同步方法及设备。

背景技术

传统的单核处理器通过采用超标量以及流水线等技术提高处理器的主频，进而达到提升处理器性能的目的。提升处理器的主频导致功耗的增大，功耗增大的速度高于处理器性能的提升，同时带来散热问题。随着半导体制造工艺的发展，芯片上集成的晶体管数量越来越多。单核性能的提升几乎走到尽头，所以增加单片处理器集成的核心数量，利用进程级并行技术使程序运行在多个核心上来提升性能。现代处理器一般拥有较多的核心，一个任务可能由运行在不同核心上的多个进程共同完成，这些进程共享一块存储空间，为了保持内存访问的一致性，栅栏同步机制十分重要。软件栅栏的解决方案往往效率较低，传统的硬件栅栏同步一方面共用互连网络，所以当栅栏同步请求十分频繁时，会产生大量的同步报文，造成严重的网络竞争；另一方面，扁平化的栅栏同步网络扩展性较差，当处理器核心上执行的进程到达同步时需要向该装置发送通知消息，产生了严重的访问瓶颈。。

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，提供一种可扩展的栅栏同步方法及设备，本发明采用层次化的栅栏设计，减少了栅栏同步过程中的通信量，适用于大规模系统，具有良好的扩展性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种可扩展的栅栏同步方法，包括：

1)接收并解析超节点内核心的进程发起的栅栏同步请求；若收到的栅栏同步请求包含超节点内核心的进程栅栏同步以及超节点间核心的进程栅栏同步，则跳转执行下一步；

2)超节点内的本地栅栏通过本地栅栏实例执行本超节点内核心的进程的栅栏同步，在完成本超节点内核心的进程的栅栏同步后发送全局更新请求给超节点间的全局栅栏；

3)超节点间的全局栅栏通过全局栅栏实例执行超节点间核心的进程的栅栏同步，在完成超节点间核心的进程的栅栏同步后发送栅栏释放信号给各个发起全局更新请求的超节点内的本地栅栏；

4)收到栅栏释放信号的各个超节点内的本地栅栏释放本地栅栏实例，并发送读返回信号给发起栅栏同步请求的各个进程。

可选地，步骤1)中解析超节点内核心的进程发起的栅栏同步请求是指解析获得栅栏同步请求中的栅栏同步编号ID、栅栏同步进程总数Total_Count以及超节点内进程总数Local_Count；所述收到的栅栏同步请求包含超节点内核心的进程栅栏同步以及超节点间核心的进程栅栏同步是指：超节点内进程总数Local_Count大于或等于1、且栅栏同步进程总数Total_Count大于或等于超节点内进程总数Local_Count。

可选地，步骤1)中解析超节点内核心的进程发起的栅栏同步请求时还包括对栅栏同步请求进行合法性判断的步骤，若栅栏同步编号ID超过预设范围、或栅栏同步进程总数Total_Count小于超节点内进程总数Local_Count，则判定栅栏同步请求不合法，返回错误并退出；否则继续往下执行。

可选地，步骤2)包括：