CN101697198B - 一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，属于计算机系统核心硬件资源的动态管理技术，包含多个处理器功能单元的单一计算机系统，在不中断数据处理服务的同时，在接收到用户控制信号之后，动态改变处于活动状态的处理器数量；改变处于活动状态的处理器数量分为关闭处于运行状态的物理处理器核心和激活处于闲置状态的物理处理器核心两种；本发明的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法和现有技术相比，在系统不需要关机重启的前提下，调整正在提供数据处理服务的处理器核心数量、实现提升计算机系统的可用度和硬件资源的利用率，并节省计算机系统整体功耗的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机系统核心硬件资源的动态管理技术，具体地说是一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法。
背景技术
高端计算机对系统可用度要求极高。关键行业核心计算机设备的可用度要求达到99.999％以上。信息系统停顿，将造成巨大的经济损失和不可估量的社会影响。据Qualix Group统计数据表明，停机一分钟银行业损失27万美元，通信业损失35万美元。从技术实现的角度分析，高端计算机产品必须具备故障在线修复的功能，才能达成此高可用度的要求。此发明是实现处理器核心硬件在线更换的技术基础，可有效提高系统可用度。
计算机处理器内核数量越来越多，硬件资源利用率低下，导致能源消耗严重浪费。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种在系统不需要关机重启的前提下，调整正在提供数据处理服务的处理器核心数量、实现提升计算机系统的可用度和硬件资源的利用率，并节省计算机系统整体功耗的效果的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，包括计算机系统，包含多个处理器功能单元的单一计算机系统，在不中断数据处理服务的同时，在接收到用户控制信号之后，动态改变处于活动状态的处理器数量；改变处于活动状态的处理器数量分为关闭处于运行状态的物理处理器核心和激活处于闲置状态的物理处理器核心两种；
关闭处于运行状态的物理处理器核心的具体步骤为：
(1)、用户通过用户接口程序向计算机系统发送关闭某一个处理器核心的命令；
(2)、用户接口程序触发计算机系统内的BIOS或者主板管理控制器固件功能代码，操作计算机系统内的芯片组南桥芯片或主板管理控制器相应的GPIO管脚，触发处理器平台管理中断或者计算机系统管理中断信号；
(3)、计算机系统主处理器运行计算机系统内作为操作系统核心模块的中断处理程序；
(4)、操作系统中断处理程序将当前运行在目标处理器核心上的进程迁移到其它可用处理器核心上；
(5)、操作系统中断处理程序将目标处理器核心设备从操作系统的可用资源列表中删除，并关闭相应硬件资源的电源供应；
(6)、操作系统中断处理程序调用BIOS运行时代码，删除ACPI Table中相应硬件资源的描述信息；
(7)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送暂停响应，进入Quiesce状态的命令；
(8)、用户接口程序修改计算机系统全局拓扑信息，包括处理器间路由信息描述表、硬件资源地址译码表；
(9)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送退出“暂停响应”Quiesce状态；
激活处于闲置状态的物理处理器核心的具体步骤为：
(1)、用户通过用户接口程序向计算机系统发送增加某一个处理器核心的命令；
(2)、用户接口程序触发计算机系统内的BIOS或者主板管理控制器固件功能代码，操作计算机系统内的芯片组南桥芯片或主板管理控制器相应的GPIO管脚，启动目标处理器相关硬件资源的电源供应，并触发BIOS中断处理程序；
(3)、BIOS中断处理程序进行目标处理器硬件资源的初始化设置，并在完成之后通知用户接口程序；
(4)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送暂停响应，进入Quiesce状态的命令；
(5)、用户接口程序修改计算机系统全局拓扑信息，包括处理器间路由信息描述表、硬件资源地址译码表；
(6)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送退出“暂停响应”Quiesce状态；
(7)、操作系统中断处理程序调用BIOS运行时代码，在ACPI Table中增加相应硬件资源的描述信息，并通知操作系统中断处理程序；
(8)、操作系统中断处理程序在操作系统可用资源列表中增加相应处理器核心资源；操作系统进程管理模块可开始向该处理器核心分配数据处理、计算任务。
所述的单一计算机系统为包含两个或两个以上物理处理器功能单元，同时只运行一个操作系统实例的计算机系统。
所述的活动状态的处理器数量为正在运行数据处理服务的物理处理器核心的数量。
所述的不中断数据处理服务为在处理器数量改变前后，不需要重新引导作为单一服务实例的操作系统，计算机系统可始终对外提供数据处理器服务。
所述的接收到用户控制信号，信号是指用户触发增加或者减少单一计算机系统内活动处理器数量的命令；其实现形式可以是通过外部通用输入输出管脚、触发处理器平台管理中断或者系统管理中断。
所述的外部通用输入输出管脚为计算机系统内南桥芯片的通用输入输出管脚，或者是独立于计算机系统的主板管理控制器的通用输入输出管脚；用户交互方式包括通过计算机系统内用户接口程序，触发运行BIOS或者操作系统核心态功能代码，或者触发嵌入于监控管理控制器内的功能代码，进而操作GPIO管脚的信号传递。
本发明的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法具有以下优点：
1、可不停止计算机服务的同时，根据计算机数据处理器服务的负载大小，动态调整用活动处理器核心的数量；
2、在不影响用户使用的同时，实现了硬件资源的按需启用，降低了系统整体使用功耗，节约能源；
3、可应用于大型分布式紧耦合计算机系统处理器核心资源的动态管理，实现处理器热插拔和系统动态分区功能；
4、是提升计算机系统可用度和硬件资源利用率，节省系统整体功耗的有效方法；因而，具有很好的推广使用价值。
具体实施方式
参照具体实施例对本发明的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法作以下详细地说明。
实施例：
本发明的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，包括计算机系统，包含多个处理器功能单元的单一计算机系统，在不中断数据处理服务的同时，在接收到用户控制信号之后，动态改变处于活动状态的处理器数量；改变处于活动状态的处理器数量分为关闭处于运行状态的物理处理器核心和激活处于闲置状态的物理处理器核心两种；
关闭处于运行状态的物理处理器核心的具体步骤为：
(1)、用户通过用户接口程序向计算机系统发送关闭某一个处理器核心的命令；
(2)、用户接口程序触发计算机系统内的BIOS或者主板管理控制器固件功能代码，操作计算机系统内的芯片组南桥芯片或主板管理控制器相应的GPIO管脚，触发处理器平台管理中断或者计算机系统管理中断信号；
(3)、计算机系统主处理器运行计算机系统内作为操作系统核心模块的中断处理程序；
(4)、操作系统中断处理程序将当前运行在目标处理器核心上的进程迁移到其它可用处理器核心上；
(5)、操作系统中断处理程序将目标处理器核心设备从操作系统的可用资源列表中删除，并关闭相应硬件资源的电源供应；
(6)、操作系统中断处理程序调用BIOS运行时代码，删除ACPI Table中相应硬件资源的描述信息；
(7)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送暂停响应，进入Quiesce状态的命令；
(8)、用户接口程序修改计算机系统全局拓扑信息，包括处理器间路由信息描述表、硬件资源地址译码表；
(9)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送退出“暂停响应”Quiesce状态；
激活处于闲置状态的物理处理器核心的具体步骤为：
(1)、用户通过用户接口程序向计算机系统发送增加某一个处理器核心的命令；
(2)、用户接口程序触发计算机系统内的BIOS或者主板管理控制器固件功能代码，操作计算机系统内的芯片组南桥芯片或主板管理控制器相应的GPIO管脚，启动目标处理器相关硬件资源的电源供应，并触发BIOS中断处理程序；
(3)、BIOS中断处理程序进行目标处理器硬件资源的初始化设置，并在完成之后通知用户接口程序；
(4)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送暂停响应，进入Quiesce状态的命令；
(5)、用户接口程序修改计算机系统全局拓扑信息，包括处理器间路由信息描述表、硬件资源地址译码表；
(6)、用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送退出“暂停响应”Quiesce状态；
(7)、操作系统中断处理程序调用BIOS运行时代码，在ACPI Table中增加相应硬件资源的描述信息，并通知操作系统中断处理程序；
(8)、操作系统中断处理程序在操作系统可用资源列表中增加相应处理器核心资源；操作系统进程管理模块可开始向该处理器核心分配数据处理、计算任务。
单一计算机系统为包含两个或两个以上物理处理器功能单元，同时只运行一个操作系统实例的计算机系统。
活动状态的处理器数量为正在运行数据处理服务的物理处理器核心的数量。
不中断数据处理服务为在处理器数量改变前后，不需要重新引导作为单一服务实例的操作系统，计算机系统可始终对外提供数据处理器服务。
接收到用户控制信号，信号是指用户触发增加或者减少单一计算机系统内活动处理器数量的命令；其实现形式可以是通过外部通用输入输出管脚、触发处理器平台管理中断或者系统管理中断。
外部通用输入输出管脚为计算机系统内南桥芯片的通用输入输出管脚，或者是独立于计算机系统的主板管理控制器的通用输入输出管脚；用户交互方式包括通过计算机系统内用户接口程序，触发运行BIOS或者操作系统核心态功能代码，或者触发嵌入于监控管理控制器内的功能代码，进而操作GPIO管脚的信号传递。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (6)
1.一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，包括计算机系统，其特征在于，包含多个处理器核心的单一计算机系统，在不中断数据处理服务的同时，在接收到用户控制信号之后，动态改变处于活动状态的处理器数量；改变处于活动状态的处理器数量分为关闭处于运行状态的物理处理器核心和激活处于闲置状态的物理处理器核心两种；
关闭处于运行状态的物理处理器核心的具体步骤为：
(1)用户通过用户接口程序向计算机系统发送关闭某一个处理器核心的命令；
(2)用户接口程序触发计算机系统内的BIOS或者主板管理控制器固件功能代码，操作计算机系统内的芯片组南桥芯片或主板管理控制器相应的通用输入输出管脚，触发处理器平台管理中断或者计算机系统管理中断信号；
(3)计算机系统主处理器运行计算机系统内作为操作系统核心模块的中断处理程序；
(4)操作系统中断处理程序将当前运行在目标处理器核心上的进程迁移到其它可用处理器核心上；
(5)操作系统中断处理程序将目标处理器核心设备从操作系统的可用资源列表中删除，并关闭相应硬件资源的电源供应；
(6)操作系统中断处理程序调用BIOS运行时代码，删除AcPI Table中相应硬件资源的描述信息；
(7)用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送暂停响应，进入Quiesce状态的命令；
(8)用户接口程序修改计算机系统全局拓扑信息，包括处理器问路由信息描述表、硬件资源地址译码表；
(9)用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送退出“暂停响应”Quiesce状态；
激活处于闲置状态的物理处理器核心的具体步骤为：
(1)用户通过用户接口程序向计算机系统发送增加某一个处理器核心的命令；
(9)用户接口程序触发计算机系统内的BIOS或者主板管理控制器固件功能代码，操作计算机系统内的芯片组南桥芯片或主板管理控制器相应的通用输入输出管脚，启动目标处理器相关硬件资源的电源供应，并触发BIOS中断处理程序；
(3)BIOS中断处理程序进行目标处理器硬件资源的初始化设置，并在完成之后通知用户接口程序；
(4)用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送暂停响应，进入Quiesce状态的命令；
(5)用户接口程序修改计算机系统全局拓扑信息，包括处理器问路由信息描述表、硬件资源地址译码表；
(6)用户接口程序向计算机系统内所有处理器发送退出“暂停响应”Quiesce状态；
(7)操作系统中断处理程序调用BIOS运行时代码，在AcPI Table中增加相应硬件资源的描述信息，并通知操作系统中断处理程序；
(8)操作系统中断处理程序在操作系统可用资源列表中增加相应处理器核心资源；操作系统进程管理模块可开始向该处理器核心分配数据处理、计算任务。
2.根据权利要求1所述的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，其特征在于单一计算机系统为包含两个或两个以上物理处理器核心，同时只运行一个操作系统实例的计算机系统。
3.根据权利要求1所述的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，其特征在于活动状态的处理器数量为正在运行数据处理服务的物理处理器核心的数量。
4.根据权利要求1所述的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，其特征在于不中断数据处理服务为在处理器数量改变前后，不需要重新引导作为单一服务实例的操作系统，计算机系统可始终对外提供数据处理器服务。
5.根据权利要求1所述的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，其特征在于接收到用户控制信号，信号是指用户触发增加或者减少单一计算机系统内活动处理器数量的命令；其实现形式可以是通过外部通用输入输出管脚、触发处理器平台管理中断或者系统管理中断。
6.根据权利要求5所述的一种动态调整单一计算机系统内活动处理器数量的方法，其特征在于外部通用输入输出管脚为计算机系统内南桥芯片的通用输入输出管脚，或者是独立于计算机系统的主板管理控制器的通用输入输出管脚；用户交互方式包括通过计算机系统内用户接口程序，触发运行BIOS或者操作系统核心态功能代码，或者触发嵌入于监控管理控制器内的功能代码，进而操作通用输入输出管脚的信号传递。
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