[發明專利]一種基于GPU的加速采集數據處理的模型及方法

在審

• 申請號: 202011416789.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112527728A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 羅凡;靳樹永;胡春江;王偉;梁福波;蘇海軍;徐蘭蘭
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司營銷服務中心;國網甘肅綜合能源服務有限公司
• 主分類號: G06F15/17
• 分類號: G06F15/17;G06F15/167
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種基于GPU的加速采集數據處理的模型，其特征在于：該模型是在基于滑動窗口模型的基礎上的跨總線的五層滑動窗口模型，設備句柄層、時序數據層通過總線與GPU設備的緩沖窗口層、正文窗口層、摘要矩陣層相連，主要包括：

(1)、設備句柄層，設備句柄層為數據建立通道和路徑，為每個監控設備建立數據采集讀寫句柄并完成數據讀寫；

(2)、時序數據層，時序數據層中的數據是這樣的三元組∶〈SD timestamp value，其中∶SD是數據流標志，timestamp是元組到達時間，value是數據值；該層的任務主要是進行數據緩沖，在這一層中，在任意數據采樣時間單位內到達的數據必須無遺漏的緩沖，并要控制緩沖不能溢出；

(3)、緩沖窗口層，緩沖窗口用于減少主機與設備間的數據交換頻率，提高多數據流并行計算的密集程度，數據緩沖層是圖形處理器對多數據流并行處理的最小單位，經過摘要處理的緩沖窗口作為普通的子窗口更新到正文窗口中；

(4)、正文窗口層，正文窗口層用于在新的緩沖窗口被交換到GPU設備內存時，增量維護每條數據流的整體摘要信息；

(5)、摘要矩陣層，用于存放概要數據矩陣的層次和進行復雜多數據流解析任務。

2.一種基于GPU的加速采集數據處理的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

a)CPU維護數據設備句柄，驅動IO從數據源獲取數據流，并依據SID和timestamp將數據流寫入緩沖窗口中對應位置，寫滿的緩沖窗口維護緩沖池浮標，保證數據不丟失；

b)CPU不斷將緩沖區中時間戳最大的一個緩沖窗口中的數據交換到GPU設備內存；

c)執行摘要類內核，對n條數據流的緩沖窗口并行計算統計信息摘要；

d)執行讀寫類內核，對n條數據流的條正文窗口并行維護讀寫增量信息，并刪除不活躍超時的數據摘要和更新數據；

e)執行解析類內核，在概要數據矩陣上執行多數據流解析并行計算內核，并將結果返回CPU主機內存；

f)在CPU主機上將結果輸出給用戶。

3.根據權利要求2所述的基于GPU的加速采集數據處理的方法，其特征在于：由主機調用，在GPU設備上執行的程序稱為內核程序，摘要類內核負責生成和增量維護設備句柄、緩沖窗口及正文窗口摘要信息；讀寫類內核負責執行讀寫任務；解析類內核以摘要數據矩陣為輸入執行多數據流采集解析運算。

4.根據權利要求2所述的基于GPU的加速采集數據處理的方法，其特征在于：在CUDA圖形處理器通用并行計算模型中，通過將數據抽象到CUDA線程層次中，使用圖形處理器的SMT多處理器對數據進行并行的計算。