面向動態(tài)異構(gòu)多核處理器的公平性任務(wù)調(diào)度研究.pdf

1、相比于同構(gòu)多核處理器，異構(gòu)多核處理器上集成了不同粒度的處理器核心，使用結(jié)構(gòu)復雜、功能強大、功耗高的大核挖掘串行程序的ILP，使用結(jié)構(gòu)簡單、占用面積小、功耗低的小核挖掘并行程序的TLP。實際上，當異構(gòu)多核處理器的大小核配置與任務(wù)負載的階段性行為特征相匹配時才能夠有效地提高系統(tǒng)性能和降低功耗。動態(tài)異構(gòu)多核處理器(Dynamic Heterogeneous ChipMultiprocessor，DHCMP)可以動態(tài)地將多個同構(gòu)的基本核重構(gòu)成不

2、同粒度的邏輯核以滿足不同任務(wù)的需求，提高系統(tǒng)性能和降低功耗。然而，DHCMP僅僅具有改變邏輯處理器核配置的可能。能否精確感知任務(wù)的行為特征和對資源的需求、有效地分配計算資源，能否確保任務(wù)執(zhí)行的公平性，調(diào)度算法以及資源分配算法起著重要作用。本文的研究工作為旨在設(shè)計新的任務(wù)調(diào)度算法和資源分配算法以提高DHCMP整體性能、服務(wù)質(zhì)量和能效。
　　本文的研究工作和成果主要包括以下兩個方面:
　　1.設(shè)計了邏輯核資源分配算法PCPRA。

3、在每個操作系統(tǒng)調(diào)度間隔內(nèi)，資源分配器先根據(jù)任務(wù)的數(shù)目平均分配邏輯核，運行一定時鐘周期后，根據(jù)任務(wù)的性能（反映任務(wù)對資源的需求）對其進行排序，找出對資源需求小的任務(wù)，減小所占用的邏輯核的粒度，并將從資源需求小的任務(wù)那里獲得的空閑基本核分配給對資源需求高的任務(wù)，以增加該對資源需求高的任務(wù)占用的邏輯核的粒度。
　　2.分析了在動態(tài)異構(gòu)多核處理器上傳統(tǒng)調(diào)度算法的不足。根據(jù)在DHCMP上任務(wù)調(diào)度公平性的新的解釋，我們設(shè)計提出了性能感知的公平

4、性調(diào)度算法PDP和PCFS調(diào)度算法。這兩個調(diào)度算法可以動態(tài)地感知任務(wù)負載的性能，以衡量程序?qū)Y源的需求，從而分配相應(yīng)的邏輯CPU時間，有效地改善了系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量、性能和能效。
　　實驗中，我們通過TFlex模擬器模擬仿真SCMP、ACMP、DHCMP三種不同的處理器平臺。首先，在SCMP上分別運行CFS、DWRR、DP調(diào)度算法，在ACMP上運行ADWRR調(diào)度算法，在DHCMP（采用PERA資源分配算法）上運行DP、CFS、EDP、