多处理器系统及在多处理器系统中控制任务执行的方法技术方案

本发明专利技术的一个实施例提供了一种用于在多处理器系统中控制任务执行的系统，其中多处理器系统包含一个高性能处理器和一个高能效处理器。该系统接收到在所述多处理器系统中待执行的任务时，就基于所述任务的性能需求和／或对所述多处理器系统的能量使用情况的考虑因素，来确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行任务。然后，所述系统就根据所述确定，在所述高性能处理器或所述高能效处理器上执行任务。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001本专利技术涉及在计算机系统中节省功率的技术。更具体地说，本专利技术涉及一种“准对称(almost-symmetric)”多处理器系统，其支持计算任务的高性能和高能效执行。
技术介绍
0002近年来，半导体集成度的改进(目前已允许在单个半导体芯片中集成上亿个晶体管)已大大促进了计算速度的飞速提高。这使得将大量计算电路合并到一个半导体芯片上成为可能。而且，改进的集成度使较小的电路尺寸成为可能，而较小的电路尺寸会使这种计算电路能够在大大增加了的时钟速度下操作。0003不幸的是，集成度和时钟速度的提高大大增加了功率消耗。人们并不希望出现这种功率消耗的增加，尤其是在那些靠电池来操作的装置(例如膝上计算机)中，因为对于这些装置而言仅存在有限的功率供应。在功率消耗上的任何增加都会降低计算装置的电池寿命。0004进一步地，电路消耗的功率越多，产生的热量也就越多。必须以某种方式来去除这些热量，以使计算机电路内的温度不超过最高操作温度。为此，计算机系统通常包括大量的散热部件(例如热沉、冷却风扇和热管)来散除热能。令人遗憾的是，这些散热部件可能显著增加计算机系统的体积和重量，这对便携式计算机系统而言就是一个问题，因为在便携式计算机系统中必须使体积和重量减至最小。而且，这些的部件中的一些例如冷却风扇，会额外消耗功率，这就额外降低了便携式计算机系统的电池寿命。0005为了减少功率消耗，许多便携式计算机系统不忙碌时会进入功率节省模式。在功率节省模式下，所述计算机系统以降低的频率和电压级别操作，以使计算机系统消耗的功率最小化，从而提高电池寿命。0006进入功率节省模式可以提高电池寿命。然而要注意的是，在功率节省模式下，处理器的某些部分必须保持活动。例如，具有相关监听电路的高速缓存存储器以及中断电路和实时时钟电路都要保持活动。注意，即使活动电路没有频繁切换，也会由于静态泄漏电流而继续消耗功率。0007使用高性能处理器之所以会带来功率消耗问题，是因为对于给定的某代集成电路技术，高性能处理器为了以尽可能快的速度来执行计算任务，会消耗大量的功率。相反地，性能较低的较小处理器内核(Processor core)的能效远优于高性能处理器的能效。0008图1示出了个人计算机用户常见的任务范围的直方图。在低端(图1左侧附近)，有许多任务仅需要适度的计算性能。这些任务包括文本和电子表格编辑器、电子邮件处理程序以及网络浏览器。注意，这些任务没有从高性能处理器获得很大的好处，但高性能处理器却消耗了大量的功率。而且，高性能处理器很快的计算速度没有被个人计算机用户察觉。因此，在能效较好的处理器上执行这些任务可大大减少功率消耗，但个人计算机用户不会察觉到任何差异。0009在高端(图1右侧附近)，有大量的密集计算(Computationally-intensive)任务。对于这些执行大量计算操作并且处理较大数据集的密集计算任务而言，当使用高能效处理器时，其周转时间可能长得无法接受。因此，对于这些密集计算任务，希望使用高性能处理器来尽可能快地执行计算，当然这是以较高功耗为代价的。
技术实现思路
0010本专利技术的一个实施例提供了一种用于在多处理器系统中控制任务执行的系统，该多处理器系统包括一个高性能处理器和一个高能效处理器。当收到一个将在该多处理器系统中执行的任务时，所述系统就基于任务的性能需求和/或对多处理器系统的能量使用情况的考虑因素，来确定是在高性能处理器上执行该任务，还是在高能效处理器上执行该任务。然后，所述系统就基于该确定，在高性能处理器上或在高能效处理器上执行任务。0011在这个实施例的一个变化中，确定是在高性能处理器上还是在高能效处理器上执行任务，或者随后确定将任务在高性能处理器和高能效处理器之间转移是否有利，可包括对大量因素的考虑。这些因素包括所述任务是否已被标记为在高性能处理器下执行；所述多处理器系统是否正以电池电源操作；高能效处理器当前的工作负荷；高性能处理器当前的热量状况。0012在这个实施例的一个变化中，在高性能处理器上执行任务包括，确定高性能处理器是否被加电。如果没有，系统就对高性能处理器加电。0013在这个实施例的变化中，如果任务在高性能处理器上被执行，系统就确定将任务转移至高能效处理器是否有利。如果有利，系统就将任务转移到高能效处理器。0014在又一个变化中，系统将任务转移至高能效处理器后，就会确定高性能处理器是否正在执行其它任务。如果没有，系统就将高性能处理器断电。将高性能处理器断电可包括，清除或刷新(flush)高性能处理器的高速缓存记录(cache entry)，并将高性能处理器断电。或者，将高性能处理器断电可包括，将高性能处理器转到一种深度休眠状态，在这种深度休眠状态中，保存了高速缓存的内容，但高性能处理器的其它部分被断电。0015在这个实施例的一个变化中，如果任务在高能效处理器下被执行，系统就确定将任务转移至高性能处理器是否有利。如果有利，系统就将任务转移到高性能处理器。注意，确定将任务转移至高性能处理器是否有利，可包括，考虑执行所述任务的时间是否太长，以致不能在高能效处理器上执行。0016在这个实施例的一个变化中，多处理器系统支持高速缓存一致性协议(Cache Coherence Protocol)，其确保高能效处理器中的高速缓存记录与高性能处理器中的高速缓存记录保持一致。0017在这个实施例的一个变化中，高能效处理器和高性能处理器是“准对称”的，这意味着它们执行同样的指令集，从而能够执行相同的任务，只是提供不同的性能等级。而且，高能效处理器和高性能处理器都能够运行操作系统。0018在这个实施例的一个变化中，高能效处理器被集成到一个桥接芯片上，该桥接芯片额外包括了将所述多处理器系统中部件操作联系起来并对其进行协调的内核逻辑电路。0019在这个实施例的一个变化中，高性能处理器被设置在一个专用处理器芯片上，该专用处理器芯片包括一个或多个处理器内核。0020在这个实施例的一个变化中，高性能处理器和高能效处理器被设置在同一个半导体芯片上。0021在这个实施例的一个变化中，确定是在高性能处理器上还是在高能效处理器上执行任务，包括初始时在高能效处理器上执行任务，但是如果该任务的执行时间太长，以致不能在高能效处理器上执行，那么随后就将任务转移到高性能处理器。附图说明0022图1示出了大量计算任务的计算需求的直方图。0023图2示出了根据本专利技术一个实施例的、具有高性能处理器和高能效处理器的多处理器系统。0024图3示出了根据本专利技术另一实施例的、具有高性能处理器和高能效处理器的多处理器系统。0025图4根据本专利技术的一个实施例示出了如何执行一个计算任务的流程图。具体实施例方式0026给出以下描述是为了使本领域技术人员能够实现和使用本专利技术，而且是在一个特定应用及其需求的背景下来提供这些描述的。对本领域技术人员而言，对所公开实施例进行各种修改是十分明显的，而且在不脱离本专利技术精神和范围的情况下，本文所确定的一般性原理可应用在其他实施例和具体应用中。因此，并无意将本专利技术限于所示的实施例，而是应该符合与本文所公开的原理和特征相一致的最宽的范围。多处理器系统0027图2示出了根据本专利技术一个实施例的、具有高性能处理器和高能效处理器的多处理器系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多处理器系统中控制任务执行的方法，所述多处理器系统包含一个高性能处理器和一个高能效处理器，所述方法包括：接收一个将在所述多处理器系统中执行的任务；动态地确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行所述任务 ；并且基于所述确定，在所述高性能处理器或所述高能效处理器上执行所述任务。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-12-16 10/738,0551.一种用于在多处理器系统中控制任务执行的方法，所述多处理器系统包含一个高性能处理器和一个高能效处理器，所述方法包括接收一个将在所述多处理器系统中执行的任务；动态地确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行所述任务；并且基于所述确定，在所述高性能处理器或所述高能效处理器上执行所述任务。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行所述任务包括考虑所述任务的性能需求和/或所述多处理器系统的能量使用情况的考虑因素。3.根据权利要求1所述的方法，其中确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行所述任务，或者随后确定将所述任务在所述高性能处理器和所述高能效处理器之间转移是否有利，包括要考虑以下因素中的至少一个所述任务是否已被标记为在高性能处理器上执行；所述多处理器系统是否正在以电池电源操作；所述高能效处理器当前的工作负荷；以及所述高性能处理器当前的热量状况。4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述高性能处理器上执行任务，首先包括确定所述高性能处理器是否被加电；和如果没有，就将所述高性能处理器加电。5.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述任务在所述高性能处理器上执行，那么所述方法进一步包括确定将所述任务转移到所述高能效处理器是否有利；和如果有利，就将所述任务转移到所述高能效处理器。6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述任务转移到所述高能效处理器后，所述方法进一步包括确定所述高性能处理器上是否正在执行任何其它任务；和如果没有，就将所述高性能处理器断电。7.根据权利要求6所述的方法，其中将高性能处理器断电，包括清除所述高性能处理器的高速缓存记录；和将所述高性能处理器断电。8.根据权利要求6所述的方法，其中将所述高性能处理器断电包括，将高性能处理器转到一种深度休眠状态，在该深度休眠状态中，保存了高速缓存的内容，但所述高性能处理器的其它部分被断电。9.根据权利要求1所述的方法，其中如果任务在所述高能效处理器上执行，那么所述方法进一步包括确定将所述任务转移至所述高性能处理器是否有利；和如果有利，就将所述任务转移到所述高性能处理器。10.根据权利要求9所述的方法，其中确定将所述任务转移至所述高性能处理器是否有利，包括考虑所述任务的执行时间是否太长，以致不能在所述高能效处理器上执行。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述多处理器系统上支持高速缓存一致性协议，其中所述高速缓存一致性协议确保了所述高能效处理器中的高速缓存记录与所述高性能处理器中的高速缓存记录保持一致。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述高能效处理器和所述高性能处理器是“准对称”的，其意味着它们执行同样的指令集，从而能够执行相同的任务，但提供不同的性能等级。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述高能效处理器和所述高性能处理器都能够运行操作系统。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述高能效处理器被集成到一个桥接芯片上，该桥接芯片额外包括了将所述多处理器系统中部件操作联系起来并对其进行协调的内核逻辑电路。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述高性能处理器被设置在一专用处理器芯片上，该专用处理器芯片包含一个或多个处理器内核。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述高性能处理器和所述高能效处理器被设置在同一个半导体芯片上。17.根据权利要求1所述的方法，其中确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行所述任务，包括初始时在所述高能效处理器上执行任务；和如果所述任务的执行时间太长，以致不能在所述高能效处理器上执行，就将所述任务转移到所述高性能处理器上。18.一种支持高性能和高能效执行的多处理器系统，其包括一个高性能处理器；一个高能效处理器；和一个执行控制过程，其被配置成，动态地确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行一个任务，并且基于所述确定，在所述高性能处理器或所述高能效处理器上执行所述任务。19.根据权利要求18所述的多处理器系统，其中所述执行控制过程被配置成，基于所述任务的性能需求和/或对所述多处理器系统的能量使用情况的考虑，来动态地确定是在所述高性能处理器上还是在所述高能效处理器上执行所述任务。20.根据权利要求18所述的多处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：WC阿萨斯，RL曼斯菲尔德，LR杨斯，MF卡勒伯特，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]