[發明專利]一種5G通信虛擬化網元的CPU緩存分配方法和終端

在審

• 申請號: 202110141973.7
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112835716A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 向衛東;王艷麗;孟慶曉
• 申請（專利權）人: 深圳震有科技股份有限公司;佳木斯大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 陳專;朱陽波

本發明公開了一種5G通信虛擬化網元的CPU緩存分配方法和終端，所述方法包括：設置使UPF網元綁定到第一核心組上運行，設置使其它網元綁定到第二核心組上運行，根據UPF網元的業務量大小，計算UPF網元在緩存充足的情況下發生緩存缺失的第一頻率；每隔預設周期檢測第一核心組上觸發緩存缺失的第二頻率，根據第一頻率和第二頻率的大小動態調整分配給第一核心組的緩存大小，避免UPF網元因緩存不足而觸發高頻率的緩存缺失；本發明通過優先保證UPF網元有足夠的緩存以降低UPF網元發生緩存缺失的頻率，同時UPF網元占用的緩存盡量小，其它網元也分配得到一定大小的緩存來使用，使5G通信系統的整體性能達到最優。

技術領域

本發明涉及5G通信技術領域，尤其涉及一種5G通信虛擬化網元的CPU緩存分配方法和終端。

背景技術

第五代移動通信技術(5th generation mobile networks或5th generationwireless systems、5th-Generation，簡稱5G或5G技術)是最新一代蜂窩移動通信技術，也是繼4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系統之后的延伸。5G的性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。

CPU執行指令的速度數十倍于讀寫內存的速度，所以CPU設計了一定大小的高速緩存(通常高速緩存約為內存的萬分之一至千分之一大小)，用來復制保存一部分內存中的數據。CPU讀寫某個內存數據時，如果該內存數據存在緩存中，就去緩存中讀寫。如果該內存數據不存在緩存中就去內存中讀寫、同時將該內存數據復制保存到緩存中(該狀況稱為緩存miss，即緩存缺失)。緩存miss意味著CPU需要花費更多的時間去內存中讀寫數據(讀寫緩存數據比讀寫內存數據快十倍以上)，降低了程序運行的效率。

高速緩存容量很小，它很快會被系統程序用光，當所有的高速緩存都已經被用來復制保存內存的數據，此時某個程序發生緩存miss，為了騰出緩存空間以便復制和保存此時訪問的內存數據C1，就會將另外一個存在緩存中的內存數據C2從緩存中清除。

在一臺物理終端上運行一套5G通信虛擬化網元時(虛擬化網元包括虛擬機系統程序以及虛擬機應用程序)，這些虛擬化網元有AMF、SMF、UDM、UPF、PCF等。虛擬化網元1發生緩存miss可能會導致虛擬化網元2的緩存數據C2被清除；虛擬化網元2發生緩存miss也可能會導致虛擬化網元1的緩存數據C1被清除。虛擬化網元1的緩存數據C1和虛擬化網元2的緩存數據C2被清除后，虛擬化網元1和虛擬化網元2可能還會繼續讀寫被清除緩存的數據C1和數據C2，又會觸發發生新的緩存miss，進一步增加了緩存miss的頻率，降低了5G通信系統的整體性能。

在這些5G通信虛擬化網元中，不同網元對5G通信系統的整體性能的影響也大小不同，其中UPF網元(User Plane Function，用戶面功能，UPF用于執行用戶流量轉發的工作)對5G通信系統的性能影響很大，其它網元對5G通信系統的性能影響很小，如果UPF網元發生了高頻率的緩存缺失，就會很大程度上降低5G通信系統的整體性能。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種5G通信虛擬化網元的CPU緩存分配方法和終端，旨在解決現有技術中UPF網元發生高頻率的緩存缺失降低了5G通信系統的整體性能的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種5G通信虛擬化網元的CPU緩存分配方法，所述5G通信虛擬化網元的CPU緩存分配方法包括如下步驟：

將多核CPU的預設個數的運算核心預先進行編號，將所有運算核心分為第一核心組和第二核心組，并給所述第一核心組分配第一緩存，給所述第二核心組分配第二緩存；

將UPF網元綁定設置在所述第一核心組上運行，剩余的所有虛擬化網元綁定設置在所述第二核心組上運行；