[發明專利]一種在GPU中并行處理視頻壓縮的動態任務遷移調度方法

在審

• 申請號: 202110288225.1
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113157407A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 陳根浪;盧濤;張佳健
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院;寧波江東保安服務有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 高瑞霞

1.一種在GPU中并行處理視頻壓縮的動態任務遷移調度方法，其特征在于：該方法包括下列步驟：

(1)、根據大規模數據并行計算得到的預估模型，按照預估模型的分配方式將需壓縮的視頻任務分配到系統中的各個GPU設備中，并開始工作；

(2)、每隔一段時間T，服務器的host端記錄下各個GPU設備當前的統計信息，服務器的host端根據統計信息來計算出當前系統中每個GPU設備數據處理容量的最優解，并根據最優解來判斷是否需要對其中的某些GPU設備中的任務進行動態遷移調度；

(3)、如果需要對GPU設備中的視頻任務進行動態遷移調度，那么就以GPU設備中視頻的每一幀為處理單元，識別并提取出GPU設備中的每一個work-item的底層硬件的計算狀態信息，并將該計算狀態信息拷貝回服務器的host端；

(4)、服務器的host端根據每個GPU設備的工作信息進行分析，然后選擇出需要調度到的新GPU設備，并將步驟(3)中拷貝的計算狀態信息移植到新GPU設備上，進而恢復當前計算任務。

2.根據權利要求1所述的一種在GPU中并行處理視頻壓縮的動態任務遷移調度方法，其特征在于：步驟(2)中，統計信息的數據結構為{index_i，data_i}，表示GPU設備索引為index_i的統計信息數據。

3.根據權利要求1或2所述的一種在GPU中并行處理視頻壓縮的動態任務遷移調度方法，其特征在于：步驟(2)中，服務器的host端記錄下的統計信息具體包括：各個GPU設備的計算單元的利用率C、各個GPU設備的內存使用率M、各個GPU設備的功耗P以及各個GPU設備任務調度時間開銷O，所述利用率C，通過固定時間間隔執行shell腳本來獲取，所述內存使用率M，可以通過固定時間間隔執行shell腳本來獲取，所述功耗P通過固定時間間隔執行shell腳本來獲取，所述開銷O通過長期測量得出。

4.根據權利要求3所述的一種在GPU中并行處理視頻壓縮的動態任務遷移調度方法，其特征在于：步驟(2)中，根據最優問題來計算每個GPU設備數據處理容量的最優解，最優問題表示為：

subject to f₁(c)≤b₁，b₁∈Rⁿ，

f₂(m)≤b₂，b₂∈Rⁿ，

1^Tp≤d，d∈R；

該公式包含了四部分：GPU利用率C、內存使用率M、設備的功耗P以及任務調度時間開銷O，系統中所有GPU設備的GPU利用率、內存使用率、功耗、開銷均為向量，即c,m,p,o∈Rⁿ，其中n為系統GPU設備個數，權重為向量W_c,W_m,W_p,W_o，即W_c,W_m,W_p,W_o∈Rⁿ，f₁(x)和f₂(x)，其中x∈Rⁿ，分別是計算GPU利用率和內存使用率的設備下確界權重函數，b₁和b₂為設備下確界資源向量。

5.根據權利要求4所述的一種在GPU中并行處理視頻壓縮的動態任務遷移調度方法，其特征在于：步驟(2)中，根據最優解來判斷是否需要對其中的某些GPU設備中的任務進行動態遷移調度的具體判斷方法為：將計算得到的每個GPU設備數據處理容量的最優解與當前狀態下GPU設備的實際工作狀態進行比較，如果GPU設備實際的工作狀態與其計算得到的最優解一致，就不需要對該GPU設備中的任務進行遷移，如果GPU設備實際的工作狀態與其計算得到的最優解不一致，就對該GPU設備種的任務進行遷移。