[發明專利]一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法

在審

• 申請號: 202110381658.1
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN114217940A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 史俊達;尹萬旺;袁欣輝;林蓉芬;魏迪;王飛;孫浩男;孫強
• 申請（專利權）人: 無錫江南計算技術研究所
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王健

本發明公開一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法，包括以下步驟：S1、根據任務實際需求和線程的任務處理能力，將任務池中的每個任務劃分為線程們可高效并行處理的若干子任務；S2、對S1中得到若干子任務編號，將任務池中的任務編號為taskid，每個任務劃分后子任務編號為jobid，則每個子任務有唯一編號，記線程個數為n；S3、依次處理每個任務，根據S2中編號，將編號為（taskid，jobid）的子任務分配給第（jobid%n+taskid）%n個線程。本發明可以在異構眾核處理器上多線程并行處理任務時，從整體上均衡各線程的任務負載，提升計算效率與系統穩定性。

技術領域

本發明涉及一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法，屬于高性能計算技術領域。

背景技術

異構眾核處理器最突出的優勢是高性能，尤其適用于高性能計算領域，主要應用于超大規模并行機等大型實用系統中，它包含數量眾多的從核，在多線程并行處理任務方面具有得天獨厚的優勢。但是，任務劃分時，各個線程的任務數量未必相等，從而造成線程之間負載的不均衡，這在一定程度上造成了計算資源的閑置浪費，影響運算效率，延長計算時間。

使用多線程并行處理任務時，通常會將任務池中的每個任務劃分為若干子任務，然后根據子任務編號依次將若干子任務分配給各個線程，由于線程數不一定整除子任務數量，因此可能有一些線程任務比其他線程多，導致部分線程空轉，影響運算效率，盡管程序會反復多次處理一系列任務，但損耗總是存在，且近乎固定。

在異構眾核處理器上，當子任務數量不能夠被線程數整除時，傳統的任務劃分策略會導致線程之間任務負載的不均衡，造成計算資源的閑置浪費，影響運算效率；而芯片的持續高負載會影響系統的穩定性，引起故障。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法，以解決基于異構眾核處理器的負載不均衡問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法，包括以下步驟：

S1、根據任務實際需求和線程的任務處理能力，將任務池中的每個任務劃分為線程們可高效并行處理的若干子任務；

S2、對S1中得到若干子任務編號，將任務池中的任務編號為taskid，每個任務劃分后子任務編號為jobid，則每個子任務有唯一編號（taskid，jobid），記線程個數為n；

S3、依次處理每個任務，根據S2中編號，將編號為（taskid，jobid）的子任務分配給第（jobid%n + taskid）%n個線程；

S4、當任務池中所有任務處理完畢，程序退出。

由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法，可以在異構眾核處理器上多線程并行處理任務時，從整體上均衡各線程的任務負載，提升計算效率與系統穩定性，對于減少程序運行時間、降低功耗、改善基于異構眾核處理器超算的工程應用有重要意義。

附圖說明

附圖1為邏輯控制流示意圖；

附圖2為傳統的任務劃分策略下線程負載情況示意圖；

附圖3為本專利任務循環劃分策略下線程負載情況示意圖；

附圖4為本專利任務循環劃分策略示意圖。

具體實施方式

實施例：本發明提供一種基于任務循環劃分策略的負載平衡方法，具體包括以下步驟：

S1、根據任務實際需求（如矩陣分塊策略、算法要求）和線程的任務處理能力（如異構眾核芯片中從核的局存大小限制、訪存性能），將任務池中的每個任務劃分為線程們可高效并行處理的若干子任務；