用于并行计算系统的基于能量的时间调度器技术方案

用于降低包括多个资源的并行计算系统中的能量消耗的系统、计算机可读媒体和方法。该方法包括：接收要由并行计算系统所执行的计算工作；通过搜索并行计算系统中存储的预设表来确定要用于执行该计算工作的所述多个资源的资源的数量，其中预设表在确定资源的数量之前被填充；以及将该计算工作分发到所确定数量的资源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及系统、软件和方法，更具体来说，涉及用于降低并行计算系统中的能量消耗的机制和技术。
技术介绍
在以往许多年，用于诸如计算机、移动电话、游戏控制台、个人数字助理之类的计算装置的处理器的演进受到增加时钟频率和芯片复杂度的概念推动，然后导致提高的性能，即，更快地以及在一些情况下更有效地解决计算工作。最近，用于实现处理器的速度和效率的提高的另一个概念正在出现。这种新概念依靠在无需增加时钟频率的情况下使用并行计算来提高系统吞吐量的思路。并行计算的思路是在可能的情况下将必须解决的问题分为若干较小的单独问题。将较大问题这样分为较小问题允许系统使用多于一个的处理器，并且在多个处理器上同时地并行计算较小问题。 按照这种方式，有可能更快地解决大问题。使用多核架构的可能优点是灵活性和可伸缩性。但是，在单个装置中使用多个处理器可要求更高的能量消耗，因为N个处理器可能使用比单个处理器更大的能量。因此，必须考虑多个处理器的功率消耗管理。功率消耗管理还需要解决其中在其余处理器处于空闲的同时使用处理器中的一部分的情况。这个问题对于具有电池作为仅有的能源、即具有有限能量供应的移动装置变得更为关键。一种考虑功率消耗管理的方式是降低或者暂时关闭对空闲处理器的电压供应。但是，降低整个芯片的电压供应因性能约束(唤醒时间等)而也许是不可能的。另外，这种技术必须考虑哪些以及多少处理器要关闭多长时间，这不是显而易见的任务，因为需要执行特定任务的处理器的数量取决于该特定任务。例如，专用集成电路(ASIC)或微处理器的组件因不同关键路径而对电压供应具有不同要求。关键路径可以是两个寄存器之间的逻辑深度的最大量，其中逻辑深度可转化为取决于供应电压的延迟。因此，以较低电压来运行一些组件能够节省能量。此外，在同步设计中使用多个时钟频率能够引起多电压供应环境中的双重能量节省，因为降低互补金属氧化物半导体(CM0Q电路中的时钟频率使得有可能降低其供应电压。因此，用于降低计算系统中的能量消耗的一种可能性是提供将计算工作分布于处理器核的整个集合的调度技术。但是，在多个并行计算单元之间划分计算工作时，不是以较高时钟频率使用单个计算单元，而是可在降低时钟频率使用N个并行单元。假定使用N个并行单元实现因子N 的时钟频率降低。实际上，由于开销，发现实际时钟频率降低小于N。通过仅考虑动态功率消耗与时钟频率之间的线性关系并且还考虑并行计算单元消耗更大芯片面积，断定并行实现不如单个计算单元那么能量有效。但是，要确定对于并行计算是否存在能量益处，应当评估由于较低时钟频率而使用更少流水线寄存器和/或低泄漏晶体管和/或更低供应电压时由并行计算单元所消耗的功率。考虑这些因素，可以表明， 与单个处理器相比，并行处理器实现能够节省能量。但是，由于多个现有资源、各计算工作的不同需要等等，调度并行计算环境中的处理器资源是复杂的。换言之，由于存在待使用资源数量和待执行计算工作数量的大量可能组合，查找资源的适当调度不是尝试降低数量的可能性的简单事项。查找要用于特定计算工作的正确数量的资源的这个难题对于现有系统是成问题的，这还使功率消耗降低很困难。相应地，将希望提供避免上述问题和缺点的装置、系统和方法。
技术实现思路
按照一个示范实施例，存在一种用于降低包括多个资源的并行计算系统中的能量消耗的方法。该方法包括接收要由并行计算系统所执行的计算工作；通过搜索并行计算系统中存储的预设表来确定要用于执行该计算工作的所述多个资源的资源的数量，其中预设表在确定资源的数量之前被填充；以及将该计算工作分发到所确定数量的资源。按照另一个示范实施例，存在一种用于在运行计算工作时降低能量消耗的并行计算系统。该并行计算系统包括输入，配置成接收要由并行计算系统所执行的计算工作；调度器，连接到输入，并且配置成通过搜索预设表来确定要用于执行该计算工作的多个资源的资源的数量，其中预设表在确定资源数量之前被填充；以及多个资源，连接到调度器，并且配置成运行所确定的计算工作。按照又一个示范实施例，存在一种用于存储计算机可执行指令的计算机可读媒体，其中指令在由并行计算系统运行时使该系统降低包括多个资源的所述并行计算系统中的能量消耗。所述指令包括接收要由并行计算系统所执行的计算工作；通过搜索并行计算系统中存储的预设表来确定要用于执行该计算工作的所述多个资源的资源的数量，其中预设表在确定资源数量之前被填充；以及将该计算工作分发到所确定数量的资源。按照另一个示范实施例，存在一种用于在运行计算工作时降低能量消耗的并行计算系统。该并行计算系统包括用于接收要由并行计算系统所执行的计算工作的部件；调度部件，用于通过搜索预设表来确定要用于执行该计算工作的多个资源的资源的数量，其中预设表在确定资源数量之前被填充；以及所述多个资源，配置成运行所确定的计算工作。附图说明结合在本说明书中并且构成其一部分的附图示出一个或多个实施例，并且连同描述一起来解释这些实施例。附图包括图1是并行计算系统的示意图；图2示出显示并行计算系统相对按照一示范实施例所使用的资源的数量的能量消耗的图；图3示出按照一示范实施例的第一预设表，其指示要用于给定计算工作以实现低能量消耗的资源的适当数量；图4示出按照一示范实施例的第二预设表，其对资源的各数量指示实现低能量消耗的适当电压和频率；图5是示出按照一示范实施例、用于选择资源数量以及对应频率和电压的步骤的流程图6是示出按照一示范实施例、用于选择资源数量的步骤的流程图；以及图7是按照一示范实施例的并行计算系统的示意图。具体实施例方式示范实施例的以下描述参照附图。不同附图中的相同引用数字标识相同或相似的要素。以下详细描述并不是限制本专利技术。本专利技术的范围而是由所附权利要求来定义。为了简洁起见，针对并行计算系统的术语和结构来讨论以下实施例。但是，接下来要讨论的实施例并不局限于这些系统，而是可应用于其它现有系统。贯穿本说明书对“一个实施例”或“一实施例”的引用表示结合一实施例所述的具体特征、结构或特性包含在本专利技术的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或 “在一实施例中”在本说明书的各个位置中的出现不一定都表示相同实施例。此外，具体特征、结构或特性可按照任何适当方式结合在一个或多个实施例中。按照图1所示的一示范实施例，存在一种并行计算系统10，它包括经由总线14连接到调度器16的多个资源Rl至R4 12。调度器16可以是专用电路，或者可在资源12的一个或多个中实现。资源12可以是处理器、核、线程、运行于一个或多个处理器上的应用、数字信号处理器(DSP)或者专用指令集处理器(ASIP)。存储器M18可经由总线14链接到资源12和/或调度器16，或者可以是调度器16和/或资源12的全部或之一的部分。按照一示范实施例，存在一种用于多核硬件架构10的资源上的计算工作的实时调度的功率管理方法。该方法可对各进程或计算工作查找使系统10的总能量消耗为最小的最佳硬件调度。该方法可以能够确定将要用于各计算工作的资源或核的数量，并且还设置核的如时钟频率和/或电压供应的性质以使能量消耗为最小。按照一示范实施例，可对各资源单独控制多资源架构的时钟频率和/或供应电压。用于对处理器设置供应电压和频率的具体方法是本领域的技术人员已知的，例如参见 Sae本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于降低包括多个资源的并行计算系统中的能量消耗的方法，所述方法包括：接收要由所述并行计算系统所执行的计算工作；通过搜索所述并行计算系统中存储的预设表来确定要用于执行所述计算工作的所述多个资源的资源的数量，其中所述预设表在确定资源的所述数量之前被填充；以及将所述计算工作分发到所确定的数量的资源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·奥尔森，
申请(专利权)人：爱立信电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE