在处理器的异质核之间动态切换工作载荷制造技术

在一个实施例中，策略管理器可接收操作系统调度信息、至少一个将来量子的性能预测信息以及当前处理器利用信息，并至少部分基于这个接收的信息确定将来量子的性能预测以及是否引起多核处理器的不对称核之间的切换。描述并要求保护其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在处理器的异质核之间动态切换工作载荷
技术介绍
随着计算装置(诸如智能电话和平板计算机还有其它计算装置)中性能需求的增加，多核处理器变得更普遍，以递送对于高强度工作载荷和多线程应用期望的性能。然而，随着这个增加，处理器的功耗也增加了，由此增加了由平台消耗的总体功率。当许多平台(特别是便携平台)的总体可用总功率有限时，这是个问题。向具体核提供某些工作载荷的固定调度或者在动态缩放性能中需要大量开销的当前机制造成了许多复杂性。附图说明图1是根据本专利技术实施例的方法的流程图。图2是根据本专利技术实施例用于执行核切换的方法的流程图。图3是根据本专利技术实施例的处理器的框图。图4是根据本专利技术一个实施例的处理器核的框图。图5是根据本专利技术实施例的计算机系统中存在的组件的框图。图6是可使用实施例的示例系统的框图。具体实施方式经由根据本专利技术实施例的预测算法，处理器性能可通过在具有不同特性的核之间动态切换来动态缩放。例如，在两个或更多低功率同时多处理器(SMP)核上执行的工作载荷可被切换到在例如四核或更高核片上系统(SoC)的两个或更多高性能SMP核上执行。在一个实施例中，动态工作载荷特征化和预测算法的组合可用于确定即将到来的执行量子的适当核选择。在一个实施例中，可使用在系统内可用的一个或多个分析器(profiler)实现工作载荷特征化。例如，处理器可包含性能监视单元，从其可获得分析中央处理单元(CPU)的操作的信息。还经由这个单元或存储器系统的独立分析器，可获得存储器分析信息。当然，在一些实施例中可存在附加分析器，诸如互连分析器，以确定一个或多个互连(诸如处理器内部互连和存储器互连)上的带宽操作。此外，预测算法可接收调度信息。一旦调度信息，但在执行调度之前，就可从操作系统(OS)调度器管道获得这个信息。根据所有此信息，算法可在随后时间Pt+1、Pt+2、Pt+3...Pt+n预测容纳调度工作载荷的性能，其中Pt是在任何给定时刻预测的性能等级，并且Pt+1是在下一时刻的性能。在一个实施例中，这些时间量子可对应于OS调度工作载荷以便执行的线程量子或时间切片。作为一个此类示例，每个量子可在大约50毫秒与100毫秒之间。算法可确定对于操作系统管道中第n线程量子所期望的性能。CPU和存储器分析器使用性能监视单元分析系统，并读取各种计数器以确定在给定时刻的当前CPU利用和存储器吞吐量。在一个实施例中，这些利用值可与一个或多个阈值相比较，并且基于此类比较，可以确定是否将发生核切换或性能等级改变。现在参考图1，示出了根据本专利技术实施例的方法的流程图。更确切地说，图1示出了能经由可在不同实施例中在固件、OS或处理器的独立控制器(诸如功率控制器)内执行的策略管理器实现的预测方法100。如图1中所看到的，方法100可开始于接收OS调度信息(框110)。更确切地说，这个OS调度信息可从OS调度器接收，并且可包含有关将来时间量子的调度过程和线程的信息。要指出，在一个实施例中，从调度器接收的这个调度信息可包含对于将来时间量子调度的过程的数量和在此类量子中要执行的线程的数量。在一个实施例中，这个OS调度信息可从OS调度器用将来时间量子的调度判定填充的运行队列中获得。一般而言，调度队列可由OS填充，并且可包含多个条目，其中对于每个线程量子，可选择这些条目中的一个或多个以便执行。一般而言，每个条目可包含过程标识符和线程标识符。单个过程的条目可具有公共过程标识符和不同的线程标识符，从而指示存在那个过程的多个线程。要指出，一般而言，可创建一个过程，并且这个过程又可包含一个或多个线程。一个或多个线程可同时在多处理器(诸如SMP处理器)的一个或多个核上执行。仍参考图1，在框120，可接收用于至少一个将来量子的性能预测信息。这个性能预测信息可对应于由策略管理器对于已经发生的给定时间量子生成的先前预测。在框130，还可接收当前处理器利用信息。在不同实施例中，可接收各种类型信息。例如，在具有性能监视单元的处理器中，可接收不同计数器的值。对于这些计数，可标识或导出不同处理器度量。例如，可确定每个周期的指令，并且可获得CPU利用率，其可以是时间量子期间处理器的有效利用的百分比。在一些实施例中，可获得附加的当前处理器利用信息，诸如各种互联度量和存储器度量，以及许多其它度量。仍参考图1，根据所有此信息，可确定用于将来量子的处理器性能预测(框140)。尽管本专利技术的范围不限于这方面，但这个性能预测可依据给定性能状态，例如根据在高级配置和功率接口(ACPI)规范(诸如2006年10月10日的高级配置和功率接口规范修改版30b(例如功率状态Po-Pn中的给定功率状态))中详述的功率状态。因此，在一个实施例中，可依据频率进行这个性能预测。并且根据这个频率，选择适当核，并且判定是否将发生SMP核之间的切换。在不同实施例中，可进行确定这个处理器性能预测的不同方式。在一个实施例中，计算可基于作为输入接收以上信息(包含调度信息、新能预测信息和当前处理器利用信息)的预定功能。预测算法采取来自调度器管道的输入并预测所需的性能，并且引起SMP核之间的动态切换和/或对核频率的调整。在一个实施例中，预测算法采取如下项作为来自调度器管道的输入：在给定时刻(例如t1、t2、t3、t4....tn)的每个核的调度器管道中的调度线程的数量；以及在给定时刻(例如p1、p2、p3、p4....pn)的每个核的调度器管道中的活动过程的数量。此外，预测算法作为输入接收当前处理器利用信息。在一个实施例中，给定量子t的预测性能(Pt)是调度线程的数量、活动过程的数量和每个线程所需的性能的函数。在一些实施例中，可使用线程的利用信息计算由每个线程所需的估计性能。作为一个此类示例，在确定中可使用那个线程的当前CPU和存储器总线利用。从而，在一个实施例中，预测CPU性能等级基于分析当前CPU利用和存储器总线利用计算如下：Pt＝F{f(t1,t2,t3,t4....tn,p1,p2,p3,p4....pn,Pt+1,Pt+2,Pt+3...Pt+n),当前CPU利用，存储器总线利用，IPC和数据高速缓存缺失率}。这个预测性能等级可在不同方面计算。然而，在一个实施例中，例如可依据对应于核频率的性能等级计算预测性能等级。如在图1中所进一步看到的，下一控制传到菱形框150，在此可基于性能预测确定是否要执行核切换。可以各种方式进行是否要执行切换的这个确定。然而，为了讨论的目的，假定如果标识与处理器的当前性能等级不同标记的性能预测，则可进行核切换确定(例如，当处理器的当前性能在600兆赫兹(MHz)时，2.0吉赫兹(GHz)频率的性能预测可足以引起核切换)。要指出，有关核切换的这个确定针对将来量子。从而，这个核切换的标识可被放入核切换队列中而不是立即执行切换，以便随后当将要执行给定线程量子时访问。要指出，该预测针对为将来时间所确定的性能。根据所预测的性能需要确定频率，并根据该频率选择最有效的核。一旦进行了这个选择，然后就确定是否要执行核切换。仍参考图1，如果做出核切换确定，则控制传到框160，在此可进行调用以执行核切换。在一个实施例中，这个调用可以是给定类型的系统调用，其详情将在下面进一步描述。否则，如果性能预测不基本上不同于处理器的当前性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：第一核，用于执行指令；第二核，用于执行指令，所述第二核相对于所述第一核不对称，并且具有比所述第一核更高的功耗等级；以及策略管理器部件，用于接收操作系统调度信息、至少一个将来量子的性能预测信息以及当前处理器利用信息，并至少部分基于所述操作系统调度信息、所述性能预测信息以及所述当前处理器利用信息确定将来量子的性能预测以及是否引起所述第一核与所述第二核之间的切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.04 US 13/6450811.一种用于执行核切换的设备，包括：第一核，用于执行指令；第二核，用于执行指令，所述第二核相对于所述第一核不对称，并且具有比所述第一核更高的功耗等级；以及策略管理器部件，用于接收操作系统调度信息、至少一个将来时间量子的性能预测信息以及当前处理器利用信息，并至少部分基于所述操作系统调度信息、所述性能预测信息以及所述当前处理器利用信息确定将来时间量子的性能预测以及是否引起所述第一核与所述第二核之间的切换，其中所述切换的标识被放入核切换队列中以便随后访问，并且所述策略管理器部件在确定所述第一核与所述第二核之间的所标识切换时实现所述所标识切换。2.如权利要求1所述的设备，进一步包括：性能监视部件，用于向所述策略管理器部件提供所述当前处理器利用信息。3.如权利要求1所述的设备，其中所述策略管理器部件包括在所述第一核和所述第二核之一上执行的固件。4.如权利要求1所述的设备，其中所述策略管理器部件包括处理器的功率控制器，所述处理器对应于配置在单个半导体管芯上的多核处理器。5.如权利要求1所述的设备，其中所述操作系统调度信息对于多个将...

【专利技术属性】
技术研发人员：P萨卡达，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US