多处理器负载分配调整方法
计算机“大脑”多了
作为计算机“大脑”的中央处理器(CPU),现在已经不只包含一个“大脑”了,而是在一台处理器中集成两个或多个完整的计算引擎,把CPU由单核变成两核或多核,由一个“大脑”变成两个或多个“大脑”。
合理分配任务
难了
如何给这些“大脑”合理均匀地分配任务,却是一大难题。特别是国防、金融、科研等关键领域的大客户,往往需要高效可靠的高端路由器来给各处理器分配任务。此前,这些技术被国外公司垄断,对信息安全构成隐患。
在成都的迈普通信技术股份有限公司完成了一项创新技术,成功通过对各个网络接口的带宽给计算机各个“大脑”分配任务,避免了多个“大脑”的忙闲不均和效率低下。这项技术获得今年8月颁发的成都市2010年专利金奖。
问题多了 就安多个“大脑”
人们思考问题依靠大脑,但如果问题过多用脑过度就会伤害大脑,而提高大脑的能力并非易事,问题多了只好依靠多人完成。与此类似,计算机处理问题依靠的是其中 央处理器,要让计算机更快捷地处理问题,就需要提高中央处理器的速度。但这会产生更多的热量,且速度越高,提升就越难。
于是,人们想到了让计算机用多个“大脑”共同解决问题,即给一台处理器安装多个执行内核。这个想法很快变成了现实。双核和多核处理器进入了公众视野。
“大脑”易造 分配任务难
给电脑装多个“大脑”很容易。但你或许不知道,如何高效快捷地给这些“大脑”公平合理地分配任务,比造出这些“大脑”更难。这就如同公司某部门主管给员工们分配任务比招人要难一样,他必须先详细了解各员工的已有任务量和个人能力状况,再综合协调分配。
给计算机“大脑”分配任务的合理性和公平性,也在很大程度上影响了电脑的效率,这与公司部门各员工任务分配不均时造成的影响极为相似。
动态分任务 调整频繁影响效率
国外一些大公司为计算机“大脑”分配任务提供了一些解决方案,其主要方法是:利用统计学的思想,让计算机实时监控各执行内核(即计算机各“大脑”)执行任务的情况,动态给它们分配任务,即随时把任务多的向任务少的转移。
但是,这种对各“大脑”的实时监控,本身也占用了一定资源,且任务调整过于频繁,也影响了效率。
“某 个应用程序的任务量是多大,用什么来衡量呢?”迈普通信技术公司总监徐放说,解决这个问题其实并不容易,这也给分配任务造成了客观上的难度。以前只是根据 这个程序占用CPU的多少来衡量,但这时你已经把任务分配给它了,它才会显示占用了多少CPU,然后你发现不合理再去调整,就降低了效率。
利用带宽分任务 打破国外垄断
徐放通过大量的统计数据研究,有了一个新发现:网络设备的各个网络接口的带宽一定时,只要在使用状态,其占用的CPU资源都是相对固定的。
因 此,他利用各个网络接口的带宽及其是否使用的状况,对计算机的各个“大脑”进行任务分配。徐放在多次实验验证后,证实了利用网络接口的带宽及是否使用分配 任务的可行性。比如,某个接口的带宽是2M,另一个接口的带宽是4M,那么只要这两个接口在使用状态,它们在该系统中所占用的CPU就是相对固定的。所以 只需一次性分配任务,不需要适时调整,从而避免了占用系统资源
迈普通信技术公司还根据这一核心技术,研发出了供集团客户使用的高端路由 器,打破了国外公司对我国高端路由器市场的垄断局面。不仅如此,这个技术还对捍卫我国国防、金融、通信、科研等关键领域的信息安全起到重要作用。如今,某 国有商业银行18个省行核心网应用该系列产品,有效地保障了每天1000亿元资金转发。今年8月,成都市政府为该核心技术颁发了2010年成都市专利金 奖。
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