控制计算资源的技术制造技术

本发明专利技术是一种能够在计算机系统中优化资源分配的技术。在一个实施方式中，用梯度分割算法（ＧＰＡ）模块持续性地测定性能并调整共享资源在多个数据类间的分配，以便达到最优性能。

【技术实现步骤摘要】
控制计算资源的技术
技术介绍
本专利技术的实施方式一般涉及信息处理领域，更具体地涉及在计算系统和微处理器 中分配资源的领域。
技术介绍
在计算机系统或者处理器中分配资源可能是困难的。例如，在某些计算机系统中， 如果资源诸如高速缓存空间、存储器、执行资源等以“静态”方式(即，不响应资源需求的变 化而改变)分配，则计算机系统或处理器会对某些进程或线程服务不足而对其它进程或线 程过度服务。然而，甚至于在某些现有技术的“动态”资源分配方案中(即那些试图对其所 服务的线程、进程等的需求的变化做出响应的)，以与动态资源分配相关联的开销得到由这 种分配所产生的性能利益可能并不值得。因此，改善的资源分配机制应既能提高处理器或 计算系统性能又不引致可能使分配方案的利益被抹杀的开销。附图简述本专利技术的实施例在各附图的插图中是作为示例而非作为限制而示出的，在附图中 相同的附图标记指代相同的元件，其中附图说明图1是微处理器的方块图，本专利技术的至少一个实施方式可在其中使用；图2是共享总线计算机系统的方块图，本专利技术的至少一个实施方式可在其中使 用；图3是点对点互连计算机系统的方块图，本专利技术的至少一个实施方式可在其中使 用；图4是逻辑的方块图，本专利技术的至少一个实施方式可在其中实现；图5是可以用来执行本专利技术的至少一个实施方式的操作的流程图。详细描述本专利技术的实施方式涉及改善总体系统或处理性能而不引致会抹杀本文中描述的 资源分配技术的利益的开销的动态资源分配技术。在一些实施方式中，动态资源分配方案 可以应用于多种不同的处理资源如在线程间的高速缓存分配、存储器资源、和执行资源。为 了说明的目的，以下描述将主要集中于将依照本专利技术的至少一个实施方式的资源分配技术 应用于由两个或更多个线程共享的高速缓存资源的示例。然而，这里描述的实施方式也可 以应用于除在此特别讨论的那些以外的其它计算资源以及其它数目的线程。在一个实施方式中，用基于梯度的分割算法(GPA)在多个线程间分配高速缓存空 间。在一个实施方式中，GPA使用状态机、每个数据类(例如流数据、重用数据等)三个寄存 器、以及四个不依赖于数据类的全局寄存器。在一个实施方式中，GPA使用梯度下降(或称 “爬山”)算法的变型寻找共享资源的最优分配，在该变型中，对于每一个数据类进行实验， 将所议资源先是递增然后递减地给予该数据类。GPA然后测定这两种情景下的“全局良好 性”度量，并根据该实验给所议数据类分配该资源的额定配给量。在一个实施方式中，GPA 用切尔诺夫界(Chernoff bounds)来判定何时调整资源的分割，但在其它实施方式中，可以4使用其它算法来确定何时调整资源的分割。此外，在一个实施方式中，可以通过将实验进程 分割成跨处理循环来并发地针对每个数据类进行上述实验(例如，对于带宽或功率管理而 言是时间复用，而对于高速缓存或预取管理而言是存储空间分割)。在一些实施方式中，将GPA应用于共享资源的多处理器系统或多核处理器可以实 现比现有技术系统更高的性能和较低的功耗，部分是由于事实上一些实施方式在持续性 基础上主动地优化资源管理。因此，这些实施方式可以使电池寿命延长、每个刀片处理器 (blade)有更高的性能、高密度云计算等。例如，在一些计算环境中，比如那些使用服务器处理器的系统中，有些数据被重用 (例如分组报头、路由表、指令数据、操作系统状态、其它像统计数据等元数据，等等)，而有 些数据被流化(例如分组主体信息)。使用不是依照有些实施方式管理的高速缓存会使重 用数据无用，因为所有的重用数据会在其有机会被重用之前被流数据逐出。在一个实施方 式中，GPA可以动态地确定哪些数据要保留在高速缓存中而哪些数据要进行流化，甚至在某 个应用中可以确定哪些数据是以不具备因知晓体系结构而实现的优化的情况下所写的，这 在诸如虚拟机场(farm)等应用中很有用，其中的应用既不知处理体系结构也不知在同一 机器运行的其它应用。图1示出一种微处理器，本专利技术的至少一个实施方式可在其中使用。特别地，图1 示出微处理器100具有一个或更多个处理器核105和110，各自分别具有与其相关联的本地 高速缓存107和113。在图1中还示出共享高速缓存存储器115，其可以存储在本地高速缓 存107和113各自中存储的信息的至少一些信息的各版本。在一些实施方式中，微处理器 100还可包含其它未在图1中示出的逻辑，比如集成式存储器控制器、集成式图形控制器、 以及在计算机系统中执行其它功能的其它逻辑如I/O控件。在一个实施方式中，多处理器 系统中的每个微处理器或者多核处理器中的每个处理器核可以包含或者以其它方式与逻 辑119相关联以依照至少一个实施方式启用计算资源分配技术。逻辑可以包含电路、软件 (实施在有形介质中)、或二者兼而有之，以启用比某些现有技术实现在多个核或处理器间 更高效的资源分配。例如，图2示出一种前侧总线(FSB)计算机系统，本专利技术的一个实施方式可以在其 中使用。任意处理器201、205、210、或215可以从处理器核223、227、233、237、243、247、253、 257中之一内的或者以其它方式与之相关联的任意本地第1级(Li)高速缓存存储器220、 225、230、235、240、245、250、255访问信息。此外，任意处理器201、205、210、或215可以从 共享的第2级(L2)高速缓存203、207、213、217中的任何一个或经由芯片组265从系统存 储器260访问信息。图2中的处理器中的一个或更多个可以包含或者以其它方式关联于逻 辑219以依照至少一个实施方式启用资源分配技术。除图2所示FSB计算机系统之外，其它系统配置可以结合本专利技术的各种实施方式 使用，包括点对点(P2P)互连系统和环互连系统。例如，图3中的P2P系统可包含若干个处 理器，其中只示例性地画出了两个处理器370、380。处理器370、380可各自包括本地存储 器控制器集线器(MCH) 372、382以与存储器32、34连接。处理器370、380可以使用PtP接 口电路378、388经由点对点(PtP)接口 350交换数据。处理器370、380可各自使用点对点 接口电路376、394、386、398经由各PtP接口 352、354与芯片组390交换数据。芯片组390 还可经由高性能图形接口 339与高性能图形电路338交换数据。本专利技术的实施方式可以置于具有任意数目的处理核的任意处理器中，或置于图3所示各PtP总线代理中的每一个中。 在一个实施方式中，任意处理器核可包括或者以其它方式关联于本地高速缓存存储器(未 示出)中。此外，可以在这两个处理器外部但经由p2p互连与各存储器连接的的任一处理 器中包含共享高速缓存(未示出)，从而如果有处理器被置于低功率模式，则任一个或这两 个处理器的本地高速缓存信息可以存储在该共享的高速缓存中。图3中的处理器或核中的 一个或更多个可以包含或者以其它方式关联于逻辑319以依照至少一个实施方式启用资 源分配技术。图4a是依照本专利技术的至少一个实施方式进行资源管理的高速缓存的概念化图。 在一个实施方式中，高速缓存400a逻辑分割成两个部分401a和405a，其各自划分成三个 块410a_412a，对应于三个不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：梯度分割算法（ＧＰＡ）模块，用于持续地控制至少一个处理资源向至少一个指令线程的分配，其中所述ＧＰＡ模块持续地对所述处理资源执行测试以便确定最优地满足所述至少一个指令线程的处理需求的动态油门设置。

【技术特征摘要】
US 2008-12-2 12/315,331一种装置，包括梯度分割算法(GPA)模块，用于持续地控制至少一个处理资源向至少一个指令线程的分配，其中所述GPA模块持续地对所述处理资源执行测试以便确定最优地满足所述至少一个指令线程的处理需求的动态油门设置。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理资源包括高速缓存存储器。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高速缓存存储器被逻辑划分成至少两 个部分，所述GPA模块可在其上执行所述测试。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述两个逻辑划分的部分中的每一个包括 对应于所述至少一个指令线程的至少一个块。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述GPA模块测试所述至少一个处理资源因 变于所述油门被设置为第一和第二设置时的性能，其中所述第一设置使所述处理资源的性 能在比第二设置时低的水平。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述GPA模块向所述处理资源提供信息，以 指示导致最高性能水平的油门设置。7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述GPA模块包括对应于所述至少一个指令 的类数据位。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述GPA模块包括对应于多个指令的全局数 据位。9.一种系统，包括处理器核；高速缓存，耦合于所述处理器核；梯度分割算法(GPA)模块，用于持续地对所述高速缓存执行测试，以便确定最优地满 足多个指令访问所述高速缓存的处理需求的动态油门设置。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述高速缓存被逻辑划分成至少两个部 分，所述GPA模块可在其上执行所述测试。11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述两个逻辑划分的部分中的每一个包 括对应于所述多个指令的多个块。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，取决于所述油...

【专利技术属性】
技术研发人员：W哈森普劳伽，J艾默尔，T福瑟姆，A雅尔埃尔，S斯特利，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US