[發明專利]多核對稱多處理系統的電源管理方法及裝置

有效

• 申請號: 201410059847.7
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103793041B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 張猛
• 申請（專利權）人: 珠海全志科技股份有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06F9/50
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司44262
• 代理人: 林永協

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，特別涉及一種多核對稱多處理系統的電源管理方法及裝置。

背景技術

多核是指在一個處理器中包含兩個或兩個以上的獨立內核，可以在同一時刻處理多個線程。多核在提高處理器的運算速度的同時，也帶來高功耗及高發熱問題；特別對于移動設備，需要保證任務能夠得到及時處理，同時能夠延長電池的使用時間。

對于多核處理器來說，大部分時間并不需要所有內核同時工作，甚至只需一個內核工作就可以保證整個設備的正常運行。在運行過程中，處理器需要判斷當前整個處理器待處理的任務需要多少個內核進行處理，保證任務能夠及時得到有效的處理，同時打開最少的內核以降低功耗。

多核對稱多處理系統是基于線程對內核進行調度，因為在同一時刻，一個內核只能處理一個線程，所以當前只有一個待處理的線程時，只需打開一個內核；若有多個待處理的線程，則需要同時打開多個內核，保證任務能夠得到及時的處理。由于處理器待處理的任務是實時變化的，即待處理的線程的數量是不斷變化的，所以多核對稱多處理系統需要具備合理的判斷機制，即判斷出一個周期內處于待處理的線程的數量及在該周期內需要多少個內核處理這些線程，以用于決策是否需要打開部分處于關閉狀態的內核或關閉部分處于打開狀態的內核。

針對上述問題，現有技術是通過監控當前處理器中內核的運行頻率及占用率來判斷所需運行的內核的數量，對于有多個待處理的線程時，該判斷機制可以在一定的程度上降低處理器的功耗；但是只有一個線程持續運行時，會導致一個內核處于高頻運行狀態且占用率高，根據該判斷機制，需要新打開一個處于關閉狀態的內核來分擔任務，但由于只有單個線程處于運行，所以這種機制會導致一個內核處于空運行狀態，反而增加處理器的功耗，無法達到降低功耗的目的。

在公布號為CN102955549A的專利文獻中公布了一種多核CPU的電源管理方法，該方法的步驟包括：當達到預設的時間周期時，獲取多核CPU中預設內核組待處理任務的數量；根據待處理任務的數量計算在時間周期內完成待處理任務所需內核的數量，從而形成判斷是否需要打開或關閉部分內核的判斷機制。該方法根據CPU內核組的任務隊列中的任務動態調整內核的狀態，實現多核CPU電源功耗的有效管理，從而在降低電源功耗的同時，實現任務的及時處理。但是該判斷機制是基于在一個時間周期起始點對待處理任務的采樣，由于待處理任務是實時變化的，所以該判斷機制無法合理地對一個時間周期內待處理任務進行有效的判斷。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種多核對稱多處理系統的電源管理方法，旨在提供一個能夠合理判斷該多核對稱多處理系統在下一個時間周期內所需打開內核的數量，從而保證任務能夠得到及時處理，同時降低功耗。

本方明的另一目的是提供一種多核對稱多處理系統的電源管理裝置，旨在于提供一個能夠合理判斷該多核對稱多處理系統在下一個時間周期內所需打開內核的數量，從而保證任務能夠得到及時處理，同時降低功耗。

為了實現上述主要目的，本發明提供的多核對稱多處理系統的電源管理方法，包括統計步驟及操作步驟；其中統計步驟為在一個統計周期內，對該多核對稱多處理系統中處于待執行的線程的數量進行至少兩次采樣，每次采樣得到的線程的數量以與前次采樣的時間間隔為權重，計算在一個統計周期內采樣得到的線程的數量的加權平均數；并獲取處于打開狀態的內核的數量；操作步驟為以統計步驟得到的加權平均數為該多核對稱多處理系統下一個統計周期的待處理的線程的平均數，從而判斷下一個統計周期內所需內核的數量，并增加或減少該多核對稱多處理系統中處于打開狀態的內核的數量。

由以上方案可得，在整個統計周期內，分多個時間點對該系統中處于待處理狀態的線程的數量進行采樣，并與采樣的時間間隔為權重，計算線程的數量的加權平均數，并以該加權平均數為下一個統計周期內該系統所需處理的線程的平均數，其綜合考慮了整個周期內的任務變化情況及內核處理性能，與現有技術相比，更合理的反映該系統的負荷，以此為判斷是否需要增加或減少處于打開狀態的內核的數量，保證任務能夠得到及時的處理，同時降低功耗。

一個具體的方案為，在操作步驟中判斷下一個周期內所需內核的數量，并增加或減少該多核對稱多處理系統中處于打開狀態的內核的數量為：若處于打開狀態的內核的數量與比較值的差值為負數，增加處于打開狀態的內核的數量，且在增加操作后處于打開狀態的內核的數量小于等于該系統的總內核數；若上述差值為正數，減少處于打開狀態的內核的數量，在減少操作后處于打開狀態的內核的數量大于等于1；其中比較值等于該加權平均數的向上取整值。