一种加速式感知的高效用计算架构优化方法技术

本发明专利技术公开了一种加速式感知的高效用计算架构优化方法，其中计算架构中，每台服务器配备多处理器与计算加速代理，整个数据中心最上层运行一个计算加速协调程序，并采用断路器控制用电安全，计算加速代理实时地向协调程序报告服务器上的工作负载信息，并接收计算加速的调度结果，通知服务器遵从调度结果运行，协调程序获得所有服务器上的负载信息后，使用李雅普诺夫偏移加罚方法对当前时刻的系统情况进行建模，综合考虑计算加速的收益与开销，最小化所有服务器上的任务队列偏移与计算加速开销，最终达到长周期下的计算加速时均效用最优化。本发明专利技术确保数据中心的可用性，确保长周期内的“计算加速”效用最大。

An efficient method of computing architecture optimization for accelerating perception

The invention discloses an acceleration-aware efficient computing architecture optimization method, in which each server is equipped with a multiprocessor and a computing acceleration agent, a computing acceleration coordinator is run at the top of the whole data center, and a circuit breaker is used to control the power security, and the computing acceleration agent is synchronized in real time. The dispatcher reports the workload information on the server, receives the result of the accelerated calculation, notifies the server to follow the result of the scheduling, and after the coordinator obtains the load information on all the servers, the Lyapunov offset plus penalty method is used to model the current system situation, considering the accelerated calculation comprehensively. The benefits and overhead are minimized to minimize the task queue offset and computational acceleration overhead on all servers, and ultimately the utility optimization of computational acceleration in a long period is achieved. The invention ensures the availability of data centers and ensures the maximum utility of computing acceleration in long cycles.

【技术实现步骤摘要】
一种加速式感知的高效用计算架构优化方法
本专利技术涉及到计算机领域，尤其涉及到一种加速式感知的高效用计算架构优化方法。
技术介绍
现代数据中心通常需要处理计算密集型任务，这类任务的显著特点是爆发频率不规律，且强度一般很高。当一台服务器上有大量任务到达时，普通的处理速度会导致严重的任务延迟，降低数据中心的服务质量。更确切地说，数据中心的响应性偏低会导致收入削减甚至丢失客户。为了在工作负载爆发时提高数据中心的响应性，学者们在2012年首次提出了“计算加速”的方法。现代服务器的芯片多处理器配备有很多内核，由于CPU的热量限制，其中大部分内核必须关闭，而“计算加速”提出短暂地开启所有内核进行运算，请求额外的电力，提高响应能力。作为一种能带来价值的方法，“计算加速”已经广泛应用于处理数据中心瞬态爆发的计算量。另一方面，为了提高昂贵的电力基础设施的利用率，降低资本成本，现代数据中心广泛采用电量超配技术来部署服务器，当数据中心的所有服务器同时达到高峰运行时，总能耗超过数据中心所能提供的电量。所有服务器的耗电量在通常情况下处于较低水平，出现同时工作负载爆发的可能性极低，数据中心利用各服务器上多变的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速式感知的高效用计算架构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：优化数据中心计算架构，每台服务器配备多处理器，运行一个计算加速代理程序，数据中心运行一个计算加速协调程序，并采用断路器控制用电安全；步骤S2：计算加速代理实时地向协调程序报告服务器上的工作负载信息；步骤S3：协调程序对各服务器是否进行计算加速进行全局性的统筹调度：协调程序接收各服务器上计算加速代理发送的负载信息，综合所有服务器计算加速的收益与开销，以最大化数据中心的计算效用为目的，定义加速式感知的高效用计算架构长周期优化方程，并使用李雅普诺夫偏移加罚方法对长周期优化方程解耦，采用动态规划求解当前时刻的系统加速优化策...

【技术特征摘要】
1.一种加速式感知的高效用计算架构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：优化数据中心计算架构，每台服务器配备多处理器，运行一个计算加速代理程序，数据中心运行一个计算加速协调程序，并采用断路器控制用电安全；步骤S2：计算加速代理实时地向协调程序报告服务器上的工作负载信息；步骤S3：协调程序对各服务器是否进行计算加速进行全局性的统筹调度：协调程序接收各服务器上计算加速代理发送的负载信息，综合所有服务器计算加速的收益与开销，以最大化数据中心的计算效用为目的，定义加速式感知的高效用计算架构长周期优化方程，并使用李雅普诺夫偏移加罚方法对长周期优化方程解耦，采用动态规划求解当前时刻的系统加速优化策略；步骤S4：代理程序接收调度程序对服务器计算加速的调度结果，各服务器遵从调度结果运行；步骤S5：根据当前时刻的计算加速结果，重复步骤S2～S3，迭代求解下一时刻的计算加速分配策略，即达到长周期下的计算加速时均效用最优化。2.根据权利要求1所述的一种加速式感知的高效用计算架构优化方法，其中步骤S2具体包括如下步骤：步骤S201：设定大型数据中心拥有N台提供高强度计算能力的服务器，在每个离散的时间槽t(t∈{0,1,2…})中，所有服务器上到来的任务量符合独立同分布，以此确定数据中心每台服务器的任务队列方程。步骤S202：服务器处理任务的正常速度为r，当某时刻的到来任务量爆发时，需要提高处...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建国，田润，周海航，管海兵，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31