[发明专利]用于GPU启动的通信的系统和方法

说明书

本公开涉及用于GPU启动的通信的系统和方法。用于通过数据网络发送数据分组的基于计算机的系统和方法可以包括：在一个或更多个图形处理单元(GPU)上准备数据分组和分组描述符；将分组与分组描述符关联，分组描述符可确定与描述符相关联的分组的期望传输时间；接收时钟时间的指示；以及经由输出接口在与期望传输时间相对应的时钟时间物理地传输分组。用于通过5G数据网络的GPU启动的通信的基于计算机的系统和方法可包括：在GPU存储器中分配一个或更多个存储器缓冲区；由GPU执行至少一个5G信号处理程序；准备用于多个分组的描述符，其中每个分组包括分配的存储器缓冲区，并且其中描述符向分组提供调度指令；以及基于准备的描述符触发通过网络发送分组。

相关申请的交叉引用

本申请要求获得于2022年2月27日提交的在先的美国临时申请63/314,420的利益，其全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明一般涉及使用图形处理单元(GPU)进行数据传输，以及用于接收和处理数据，例如在通过蜂窝网络进行通信的背景下。

背景技术

现有的数据传输技术(例如，通过蜂窝网络的通信或通过其他网络的通信)利用分组(packet)传输，其中包括处理单元(例如中央处理单元，或CPU，其为通用处理器)的计算设备负责从存储器缓冲区组装或准备分组，并且负责将准备好的分组从计算设备发送到网络适配器(诸如网络接口卡)。然后，网络适配器可以将分组传输到网络中，以便它们可以被目标设备的另一个不同的网络适配器接收，该目标设备可以是，例如，智能手机。

5G网络中的高带宽无线通信涉及经由无线电网络向例如多个蜂窝电话传输以及接收和/或处理大量的分组；传输到给定电话的分组将在非常特定的时间，例如，在非常准确的时隙中传输，之后附加的分组可能被传输到另一个不同的电话。这样的传输也可以是有条件的：例如，如果给定电话的第一分组在非常特定的时间被例如传输或接收，那么该电话或另一个不同的电话的许多其他分组可以被配置为随后不久或立即跟随。因此，5G网络中的无线通信可以被证明是非常计算密集的—迫使参与准备分组、将分组发送到网络适配器以及调度其传输时间的不同单元上承担大量的工作负载。

分组传输过程中众所周知的瓶颈中的一个是网络接口卡的处理能力非常有限。由于这个原因，一些传输方法将调度传输时间的责任强加给CPU而不是网络适配器。这种策略需要准备分组描述符，该分组描述符包括传输调度指令(诸如“在X时间传输”)，由网络适配器简单读取和执行。迈络思发送操作(Mellanox Send Operation)是采用这种策略的现有技术的示例；因此，它利用了CPU存储器中的专用缓冲区，也称为发送队列(Send Queue，SQ)，其中存储了分组描述符，可能是工作队列条目(WQE)。描述符可以包括与分组有关的信息，诸如存储器地址、大小、要执行的发送操作的类型和类似物。一旦填充了适当的分组描述符，CPU可以更新网络适配器的寄存器，以从CPU存储器读取SQ，并且基于分组描述符的内容触发分组传输。以这样的方式，由CPU发送到网络适配器的分组可以在期望的时间传输，而不需要后者的任何调度任务。

然而，这些技术并没有缓解与强加给CPU的各种任务相关联的处理瓶颈。在处理单元大部分被占用在接收信号处理和/或产生随后应被封装并在分组中传输的数据的常见情况下，分组传输率和对应的通信功效可能受到损害。要求处理单元准备要由网络适配器读取的分组描述符也可能因涉及附加的工作负载而降低整个系统的性能。

发明内容