[發明專利]一種云渲染系統資源能耗優化方法

在審

• 申請號: 201710036770.5
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106775991A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 晏湘濤;黃卓;毛賜平;謝嬋娟;陳福興;賀超
• 申請（專利權）人: 廣州渲一信息科技有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于云渲染領域，涉及一種云渲染系統任務調度中資源管理方法。

背景技術

3D渲染是指將構建的3D幾何方法附加一定的材質、紋理、色彩、光源，通過計算機的計算生成具有真實感效果的場景圖形。作為動漫影視后期制作的核心環節之一，渲染決定了影視動漫作品的質量和視覺效果。隨著現代影視動漫制作要求越來越高以及3D方法越來越復雜，渲染計算時間隨之也變得越來越長，渲染成為影響動漫制作周期長短的關鍵因素。

隨著計算機軟硬件技術的發展，將云計算與渲染技術結合的模式成為動漫渲染的主流。利用云計算的易配置、按需付費等特性，為縮短動漫制作周期，許多動漫制作公司開始使用云渲染模式。在渲染應用中，幀與幀之間存在著天然的并行性，因此可以通過將場景任務劃分，然后在云渲染集群中并行渲染，達到縮短時間的目的。云渲染集群將虛擬化的硬件資源以一種服務的形式提供給用戶，用戶只需要簡單的配置相應參數，渲染計算便會在云渲染集群中并行執行。

隨著云渲染集群的廣泛應用，系統能耗問題變得越來越突出，如何降低渲染集群的能耗成為研究者的主要關注點。在傳統的渲染節能任務調度中，調度的主要目標是提高資源利用率即減少渲染資源的使用量和占用時間，而不是最小化渲染時間，即在系統性能與能耗之間尋求平衡；另外，可以從節點負載均衡的角度出發研究渲染集群的能耗優化。以上兩種面向能耗優化的任務調度策略都是從某一方面出發考慮能耗問題，即僅僅考慮集群系統的局部能耗最優而沒有系統考慮整體能耗的優化。

針對傳統的渲染集群能耗優化策略只側重考慮提高資源利用率和節點負載均衡的某一方面，而在實際工程實踐中影響渲染集群能耗的因素往往表現在多方面。針對此問題，本發明提出了一種云渲染系統資源能耗優化方法。

發明內容

針對云渲染集群中計算節點由于任務調度效率低而帶來的能耗浪費問題，本發明提出了一種云渲染系統資源能耗優化方法。在傳統的渲染任務調度策略中，由于渲染集群規模小，一般只會考慮各渲染節點任務的負載均衡而忽視整個渲染集群的能耗問題，而隨著渲染集群規模的增大，能耗問題變得越來越突出，迫切需要優化渲染系統的各個環節來節能降耗。針對上述能耗問題，綜合考慮渲染節點空閑和任務運行時的能耗，構建渲染任務能耗優化方法，提出一種云渲染系統資源能耗優化方法。

針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了綜合考慮渲染節點任務運行時和空閑時的能耗問題，構建渲染任務能耗優化方法，提出一種云渲染系統資源能耗優化方法。(1)綜合考慮了渲染節點任務運行時和空閑時的能耗問題，構建了基于渲染節點任務運行時和空閑時的能耗優化方法；(2)結合能耗優化方法和優化算法，提出了一種云渲染系統資源能耗優化方法。

本發明提供了一種云渲染系統資源能耗優化方法，包括有：第一步：首先選擇場景隊列中合適的場景任務，進行場景任務的調度；然后選擇場景任務中合適的幀任務并將其加入渲染任務列表分配給相應的渲染節點，并進行幀任務的調度；

經過幀任務調度之后，空閑節點資源列表R₀,...,R_n的當前任務狀態為公式(1)：

l₀,...,l_i,...,l_m 公式(1)

其中R₀為空閑節點資源列表中第一個空閑節點資源；R_n為空閑節點資源列表中最后一個空閑節點資源；i、m為自然數，l_i表示滿足空閑節點個數i執行的渲染任務列表，l₀表示滿足空閑節點個數i為首個空閑節點個數執行的渲染任務列表，l_m表示滿足空閑節點個數i為最后一個空閑節點個數執行的渲染任務列表；

第二步：經過幀任務的調度之后，渲染任務列表中的節點運行渲染任務列表中的任務與等待渲染任務列表中的任務并不相同；每個空閑節點個數i都維護包括有r個子任務的列表l_i＝l_ir,l_ir+1,...,l_(i+1)r-1，其中l_ir為l_i中的子任務的第一個分任務，l_ir+1為l_i中的子任務的第二個分任務，l_(i+1)r-1為l_i中的子任務的最后一個分任務；當幀任務提交運行之后，空閑節點資源列表R₀,...,R_n完成所有渲染任務的時間列表為：