至硬件加速器的动态功率路由制造技术

本公开涉及至硬件加速器的动态功率路由。动态功率路由被利用以用于从被转变为低功率消耗状态的其它元件路由功率，以便通过硬件加速器来适应更高效地处理的计算任务，从而保持在功率阈值内，功率阈值可能没有同时适应其它元件和这种硬件加速器全功率运行。一旦工作流的部分正被硬件加速器处理，那么工作流或硬件加速器可以自抑制以保持在功率阈值内，或者它们可以被包括装置中心和全系统协调器的独立协调器抑制。另外，预测机制可以被用于通过将其它元件前摄地转变为减小的功率消耗状态而预先获取可用功率，或者，反应机制可以被用于仅在标识出针对增大的硬件加速器功率的特定需要时将元件转变为减小的功率消耗状态。

【技术实现步骤摘要】
至硬件加速器的动态功率路由相关申请引用本申请是国际申请号为PCT/US2016/025957、国际申请日为2016年4月5日、进入中国国家阶段日期为2017年12月8日、中国国家申请号为201680033766.7、专利技术名称为“至硬件加速器的动态功率路由”的专利技术专利申请的分案申请。
本公开涉及至硬件加速器的动态功率路由。
技术介绍
现代计算机联网硬件使得在物理上分开的计算装置能够以比前几代的联网硬件快得多的量级彼此通信。因此，在远离请求这种处理的用户的位置处执行数字数据处理或代表用户执行这种处理已经变得更为实际。大量的数据处理能力被聚集到中央位置，其包括专用硬件并且支持包括通常安装在立式机架中的成百上千计算装置的系统。计算装置的这种集合、以及支持这种计算装置所必须的相关硬件和容纳计算装置和关联硬件的物理结构传统上被称为“数据中心”。由于计算装置在执行处理时消耗能量并产生热，大量计算装置在单个数据中心中的聚集导致大量的功率消耗和大量产生的热。通常，为了控制向这种计算装置提供能量的成本，电力传递元件被设计为仅能够安全地提供电力达限定的最大量。
技术实现思路
数据中心的单个计算装置可以包括硬件加速器，其可以比通用中央处理单元更快地执行限定的计算任务。除了由中央处理单元消耗的电力之外这种硬件加速器也可能消耗电力，这使得调节数据中心的电力传递元件的大小来适应硬件加速器以及中央处理单元和服务器计算装置的其它功率消耗元件的功率消耗可能是昂贵的并且浪费的。因此，可以利用动态功率路由来从可以被转变为低功率消耗状态的其它元件路由功率，以便适应硬件加速器的更快处理的计算任务。由此，动态功率路由可以将功率从已经将处理卸载到硬件加速器的元件(诸如中央处理单元)路由离开，并且相反地可以将这种功率发送到可以比中央处理单元更高效地有利地执行这种处理的硬件加速器，其中，这种处理已经从中央处理单元被卸载。以这种方式，硬件加速器可以被包括到这样的服务器和数据中心中，即其电力传递元件和电源不被提供为适应来自目前的服务器计算装置元件和这种硬件加速器两者的同时最大功率消耗。动态功率路由可以包括确定是否将工作流的至少部分的处理从通用中央处理单元转移到硬件加速器的目标处理单元；确定可以被告知当前功率消耗、预期功率消耗、可用功率路由实施、工作流或工作优先次序、来自代码编译器和分析器的提示以及其它类似信息。在工作流的部分正被一个或多个加速器处理时，工作流或硬件加速器可以自抑制以保持在功率阈值内，或者它们可以由可在单个计算装置的情形内或整个多个计算装置的系统中运行的独立协调器进行抑制。另外，预测机制可以被用于通过将其它元件前摄地转变到降低的功率消耗状态而预先获得可用功率，或者反应机制可以被用于仅在标识出特别需要增加的硬件加速器功率或当特定类型的工作流被开启时将元件转变为降低的功率消耗状态。提供本
技术实现思路
以便以简单的方式提出一系列概念，其在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
旨在确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，而不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。附加的特征和优势将从参照附图进行的下面的详细描述中变得更明显。附图说明下面的详细描述可以在结合附图时更易于理解，其中；图1是包括示例性硬件加速器的示例性计算装置的框图；图2是其内的功率可以被路由以适应硬件加速器的示例性机架(chassis)的框图；图3是用于路由功率以适应硬件加速器的示例性元件的示图；图4是用于适应硬件加速器的示例性动态功率路由的流程图。具体实施方式下面的描述涉及动态地发送功率以适应针对这种处理被优化的一个或多个硬件加速器上的计算机可执行工作流的至少部分的处理。可以通过以下方式来发送功率：禁用、或设置为减小的功率消耗状态、计算装置的其它元件代管这种硬件加速器。以这种方式，硬件加速器可以被包括在这样的服务器和数据中心中，即，其电力传递元件和电源不被提供为同时适应现有的服务器计算装置元件和这种硬件加速器两者的最大功率消耗。动态功率路由可以包括确定是否将工作流的至少部分的处理从通用中央处理单元转移到硬件加速器的目标处理单元，确定可以告知当前功率消耗、预期功率消耗、可用功率路由实施、工作载荷或任务优先次序、来自代码编译器和分析器的提示以及其它类似信息。一旦工作流的一部分正被一个或多个加速器处理，那么工作流或硬件加速器可以自抑制以保持在功率阈值内，或者它们可以由可以在单个计算装置的情形内或在整个多个计算装置的系统中运行的独立协调器进行抑制。另外，可以使用于预测机制来通过将其它元件前摄地地转变为减小的功率消耗状态而预先获得可用功率，或者可以使用反应机制来用于仅在针对增大的硬件加速器功率的特定需要被标识出或当工作载荷的特定类型被开启时才将元件转变为减小的功率消耗状态。本文描述的技术参照硬件加速器，诸如包括定制的、通常特定任务的处理电路，其通常比通用中央处理单元更快并且更高效地执行特定处理任务。然而，描述的机制不特别地限制于硬件加速器，而是可以被用于将功率动态地发送到任意计算系统或子系统以便实现不太稳健的功率传递元件和单元的使用。如本文使用的，术语“功率”表示诸如由基于晶体管的处理电路消耗的电力。另外，如本文使用的，术语“最大额定功率”表示具体电力传递元件已经被独立证明为安全地传递的电力的最大或上限阈值量。这种最大额定功率通常表示于电源和电力传递领域中并且对于本领域技术人员来说是已知的。实际上，电力传递元件和电源通常通过它们的“最大额定功率”诸如例如100W(瓦特)电源、50A(安培)电气服务等表示。如本文使用的，术语“硬件加速器”表示处理电路的任意集合，与由不是被特别优化的通用中央处理单元执行的计算机处理操作或者指令相比，这种处理电路被特别优化以用于以加速的方式、更快的或采用更高效的功率利用的方式来执行这种离散的计算机处理操作的子集，或用以执行这种计算机可执行指令的离散子集。因此，如本文使用的，形容词“更高效”表示更快或采用更高效的功率利用。尽管未要求，但是下面的描述将在由计算装置执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的通常情形下进行。更具体地，除非另外指示，否则描述将参照由一个或多个计算装置或外围设备执行的动作和符号表示的操作。这样，将理解的是有时称为计算机可执行的这种动作和操作包括由处理单元对以结构化形式表示数据的电信号的操纵。这种操纵变换数据或将其保持在存储器中的适当位置，其以由本领域技术人员很好地理解的方式重新配置或改变计算装置或外围设备的操作。数据被保持的数据结构是具有由数据的格式限定的特定性质的物理位置。通常，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、数据结构等。此外，本领域技术人员将理解计算装置不必受限于传统的个人计算机，而是包括其它计算配置，包括手持装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子、网络PC、服务器、小型计算机、大型计算机等。类似地，计算装置不必受限于单机计算装置，而是机制还可以在任务通过经由通信网络链接的远程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在通用中央处理单元或硬件加速器上执行定义的工作流部分的方法，所述硬件加速器被预配置为比所述通用中央处理单元更高效地执行离散的计算操作集合，所述离散的计算操作集合仅为由所述通用中央处理单元执行的较大的计算操作集合的子集，所述方法包括：/n在由所述通用中央处理单元执行的工作流中，检测所述定义的工作流部分的描述；/n在所述工作流中检测所述定义的工作流部分包括所述离散的计算操作集合中的至少一些计算操作的标识，所述离散的计算操作集合可以由所述硬件加速器更高效地执行；/n在所述工作流中检测其中所述硬件加速器要执行所述定义的工作流部分的所述硬件加速器的一个或多个处理模式的列举；/n基于所列举的所述一个或多个处理模式，确定所述定义的工作流部分的所述描述以及所述定义的工作流部分包括所述离散的计算操作集合中的至少一些计算操作的所述标识，所述离散的计算操作集合能够由所述硬件加速器更高效地执行，由所述硬件加速器在所述一个或多个处理模式中的所选择的处理模式中执行的对所述定义的工作流部分的执行将超过阈值电力消耗；/n将所述通用中央处理单元置于减小的功率消耗模式；以及/n使所述定义的工作流部分由所述硬件加速器以所述一个或多个处理模式中的所述所选择的处理模式执行。/n...

【技术特征摘要】
20150408 US 14/682,0881.一种在通用中央处理单元或硬件加速器上执行定义的工作流部分的方法，所述硬件加速器被预配置为比所述通用中央处理单元更高效地执行离散的计算操作集合，所述离散的计算操作集合仅为由所述通用中央处理单元执行的较大的计算操作集合的子集，所述方法包括：
在由所述通用中央处理单元执行的工作流中，检测所述定义的工作流部分的描述；
在所述工作流中检测所述定义的工作流部分包括所述离散的计算操作集合中的至少一些计算操作的标识，所述离散的计算操作集合可以由所述硬件加速器更高效地执行；
在所述工作流中检测其中所述硬件加速器要执行所述定义的工作流部分的所述硬件加速器的一个或多个处理模式的列举；
基于所列举的所述一个或多个处理模式，确定所述定义的工作流部分的所述描述以及所述定义的工作流部分包括所述离散的计算操作集合中的至少一些计算操作的所述标识，所述离散的计算操作集合能够由所述硬件加速器更高效地执行，由所述硬件加速器在所述一个或多个处理模式中的所选择的处理模式中执行的对所述定义的工作流部分的执行将超过阈值电力消耗；
将所述通用中央处理单元置于减小的功率消耗模式；以及
使所述定义的工作流部分由所述硬件加速器以所述一个或多个处理模式中的所述所选择的处理模式执行。


2.根据权利要求1所述的方法，其中通过经由接口从来自所述工作流的调用中接收到所述定义的工作流部分的所述描述和所述一个或多个处理模式的所述列举，所述定义的工作流部分的所述描述和所述一个或多个处理模式的所述列举被检测到，所述调用请求由所述硬件加速器执行所述定义的工作流部分。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述通用中央处理单元被置于减小的功率消耗状态之后，向所述硬件加速器或由所述硬件加速器执行的所述定义的工作流部分提供可用的功率量，所述可用的功率量能够由所述硬件加速器在执行所述定义的工作流时消耗，同时保持在电力供应设备的最大额定功率下，所述硬件加速器或由所述硬件加速器执行的所述定义的工作流部分被自抑制以保持在所提供的所述可用的功率量内。


4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述硬件加速器已开始执行所述定义的工作流部分之后，所述通用中央处理单元被置于减小的功率消耗状态。


5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
从所述硬件加速器或由所述硬件加速器执行的所述定义的工作流部分接收请求，以将所述硬件加速器转变为较高功率消耗执行模式；以及
响应于所述请求而仅在将所述通用中央处理单元置于所述减小的功率消耗模式之后，授权所述硬件加速器转变为所述较高功率消耗执行模式。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于检测到的所述硬件加速器的一个或多个处理模式的所述列举，预测将由所述硬件加速器在执行所述定义的工作流部分时消耗的功率量。


7.根据权利要求6所述的方法，其中如果将由所述硬件加速器消耗的所预测的所述功率量低于阈值，仅执行将所述通用中央处理单元置于所述减小的功率消耗模式以及使所述定义的工作流部分由所述硬件加速器在所述一个或多个处理模式中的所述所选择的处理模式下执行。


8.根据权利要求6所述的方法，其中所述预测还基于指示在所述一个或多个处理模式下操作时所述硬件加速器的功率消耗的经验数据。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述通用中央处理单元包括多个个体地插接的通用中央处理单元硬件；以及其中进一步将所述通用中央处理单元置于所述减小的功率消耗模式包括：使至少一个插口失效。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所述通用中央处理单元包括多个处理核；并且其中进一步将所述通用中央处理单元置于所述减小的功率消耗模式包括：使所述通用中央处理单元的所述多个处理核中的至少一个处理核失效。


11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使一个或多个计算机可读存储设备和一个或多个网络接口设备失效，或将一个或多个计算机可读存储设备和一个或多个网络接口设备置于减小的功率消耗模式；并且其中所述一个或多个计算机可读存储介质包括另外的计算机可执行指令，以用于使所述一个或多个计算机可读存储设备中的至少一个计算机可读存储设备或所述一个或多个网络接口设备中的至少一个网络接口设备失效，或将所述一个或多个计算机可读存储设备中的至少一个计算机可读存储设备或所述一个或多个网络接口设备中的至少一个网络接口设备置于减小的功率消耗模式，其中如果没有将所述一个或多个计算机可读存储设备中的所述至少一个计算机可读存储设备或所述一个或多个网络接口设备中的所述至少一个网络接口设备置于所述减小的功率消耗模式，则由所述硬件加速器对所述定义的工作流部分的执行将超过电力供应设备的最大额定功率。


12.一种在机箱中路由电力的方法，所述方法包括：
在由作为机箱的一部分的第一刀片服务器的第一通用中央处理单元执行的工作流中，检测定义的工作流部分，所述定义的工作流部分包括离散的计算操作集合中的至少一些计算操作，硬件加速器被预配置为比通用中央处理单元更高效地执行所述离散的计算操作集合，所述离散的计算操作集合仅为由所述通用中央处理单元执行的较大的计算操作集合的子集；
确定由所述第一刀片服务器的第一硬件加速器对所述定义的工作流部分的执行，结合由所述第一通用中...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·R·帕特南，D·C·巴格，S·F·海尔，E·S·钟，A·M·考尔菲尔德，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US