超算CAE云平臺作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我國超級計算機(jī)的硬件計算能力突飛猛進(jìn)，然而超級計算應(yīng)用能力仍然較差，構(gòu)建超算CAE(Computer Aided Engineering)云平臺是一種有效的解決方案，作業(yè)管理是該平臺的核心系統(tǒng)。然而CAE作業(yè)之間具有較強(qiáng)的依賴性，一個任務(wù)在執(zhí)行時需要等待其不在同一個處理器上的前驅(qū)任務(wù)的完成，作業(yè)之間的通信所耗費的時間比較長，從而使得該任務(wù)與其分配在同一個處理器上的前驅(qū)任務(wù)之間的空閑時間比較長，該空閑時間如果不合理利

2、用，會增加處理器的執(zhí)行能耗。本文的目的是設(shè)計并實現(xiàn)CAE云平臺作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)，并在依賴任務(wù)復(fù)制和處理器合并的基礎(chǔ)上提出一種空閑時間優(yōu)化節(jié)能調(diào)度策略，以降低作業(yè)調(diào)度運行的能耗，通過實驗進(jìn)行仿真和真實算例的測試驗證了該策略的有效性。本文的主要工作有以下兩點:
　　(1)基于超級計算機(jī)設(shè)計并實現(xiàn)了一個CAE云平臺作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)，通過該平臺，普通用戶可以以WEB的方式隨時隨地訪問超級計算機(jī)上的CAE資源，用戶只需按需付費使用即可，充分

3、發(fā)揮超級計算機(jī)強(qiáng)大的計算能力的同時大大降低了用戶的使用成本。然而，CAE作業(yè)往往非常大且具有依賴性，使得作業(yè)完成周期長，作業(yè)間的通信造成依賴任務(wù)之間的等待時間變長，從而增加了同一個處理器上的兩個任務(wù)之間的空閑時間，作業(yè)完成周期長和空閑時間的增加會增大作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)的能耗。
　　(2)本文針對CAE作業(yè)調(diào)度的能耗問題，提出了一種基于依賴任務(wù)的空閑時間優(yōu)化節(jié)能調(diào)度策略，首先基于任務(wù)復(fù)制調(diào)度算法把關(guān)鍵路徑上的任務(wù)復(fù)制到非關(guān)鍵路徑上，以

4、降低任務(wù)執(zhí)行的調(diào)度長度;然后將運行任務(wù)較少的處理器上的任務(wù)合并到運行任務(wù)較多的處理器上，初步降低計算節(jié)點上的運算能耗;最后，對合并后的處理器上具有空閑時間的任務(wù)采用降壓降頻的DVFS(DynamicVoltageand Frequency Scaling)策略來降低處理器的執(zhí)行能耗?；贑loudSim仿真平臺對提出的策略進(jìn)行了實驗，并將該策略集成到作業(yè)管理系統(tǒng)中，通過實際算例的運行進(jìn)行了測試，實驗和測試結(jié)果表明，在保證調(diào)度長度不變的情