CN104866379A - 一种多核处理器调度方法、装置及终端 - Google Patents

一种多核处理器调度方法、装置及终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多核处理器调度方法、装置及终端，涉及通信技术领域，用以解决现有技术中多核处理器性能和功耗不能兼顾的弊端。所述方法包括：确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。本发明可用于各种多核处理器。

Description

一种多核处理器调度方法、装置及终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多核处理器调度方法、装置及终端。
背景技术
随着智能移动终端的发展和应用的不断丰富，智能移动终端的处理器核心开始从单核向双核、四核乃至八核发展，从而为大型游戏和多线程应用的运行提供了更为良好的运行条件。
为了提高用户体验，复杂程序的运行往往需要较快的处理器运行速度作为保障，也就是需要处理器具有较高的频率，而这又有种种弊端：不但会大大增加处理器的功耗，还容易使多核处理器的各个核心之间的负载彼此不平衡，导致处理器的一些核心频率过快、功耗过大而另一些处理器核心则负载较小、白白的浪费处理器资源。总之，多核处理器性能和功耗不能兼顾。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多核处理器调度方法、装置及终端，用以解决现有技术中多核处理器性能和功耗不能兼顾的弊端。
为达上述目的，一方面，本发明提供一种多核处理器调度方法，包括：确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。
可选的，所述确定处理器的当前核心的目标频率包括：根据所述处理器的动态调频策略确定所述当前核心的目标频率，所述动态调频策略与所述处理器的负载相关。
可选的，所述确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件包括：根据所述各个已开启核心的负载与开启新的核心后各个核心的平均负载，确定所述各个已开启核心的负载权重差；根据所述各个已开启核心的负载权重差、所述各个已开启核心的负载以及所述各个已开启核心的亲和性，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数；确定所述可迁移进程数是否大于预设阈值，或者确定所述可迁移进程数与已开启核心数的比值是否大于预设比例。
进一步的，所述确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件之后，所述方法还包括：在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数不满足所述预设条件的情况下，通过所述处理器原有的内核调度策略调度所述处理器。
进一步的，为所述处理器开启新的核心之后，所述方法还包括：将所述当前核心中的可迁移进程中的至少一部分迁移至所述新的核心中以减小所述当前核心的负载。
另一方面，本发明的实施例还提供一种多核处理器调度装置，包括：频率确定单元，用于确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；进程确定单元，还用于如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；开启单元，用于在所述进程确定单元确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。
可选的，所述频率确定单元具体用于根据所述处理器的动态调频策略确定所述当前核心的目标频率，所述动态调频策略与所述处理器的负载相关。
可选的，所述进程确定单元具体包括：负载权重差确定模块，用于根据所述各个已开启核心的负载与开核后各个核心的平均负载，确定所述各个已开启核心的负载权重差；可迁移进程确定模块，用于根据所述负载权重差确定模块确定的所述各个已开启核心的负载权重差、所述各个已开启核心的负载以及所述各个已开启核心的亲和性，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数；比较模块，用于确定所述可迁移进程数是否大于预设阈值，或者确定所述可迁移进程数与已开启核心数的比值是否大于预设比例。
可选的，所述装置还包括：迁移单元，用于在为所述处理器开启新的核心之后，将所述当前核心中的可迁移进程中的至少一部分迁移至所述新的核心中以减小所述当前核心的负载。
另一方面，本发明的实施例还提供一种终端，所述终端包括本发明提供的任一种多核处理器调度装置。
本发明提供的多核处理器调度方法、装置及终端，当多核处理器调度过程中需要对某个核心进行频率调整以达到目标频率时，并不立即执行该调频动作，而是首先将当前核心的目标频率与处理器的各个已开启核心的当前运行频率分别进行比较，如果当前核心的目标频率大于处理器的各个已开启核心的当前运行频率，则进一步确定处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件，在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为处理器开启新的核心。这样就将多核处理器的调频操作与开核操作结合起来，当某个核心的目标频率较高时，说明该核心的负载较重，运行起来功耗较大，可以通过开启新的核心来减轻具有较重负载的核心上的负载，不仅能充分发挥多核处理器的并行处理能力，而且使得多个核心之间的负载分配均衡概率加大，从而使各个核心保持在多核低频的运行状态，在保证处理器具有较高处理性能的同时有效降低了处理器的功耗。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的多核处理器调度方法的一种流程图；
图2是本发明的实施例提供的多核处理器调度方法的一种具体流程图；
图3是本发明的实施例提供的多核处理器调度装置的一种结构示意图；
图4是本发明的实施例提供的多核处理器调度装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示,本发明的实施例提供一种多核处理器调度方法，包括：
S11，确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；
S12，如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；
S13，在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。
本发明提供的多核处理器调度方法，当多核处理器调度过程中需要对当前核心进行频率调整以达到目标频率时，并不立即执行该调频动作，而是首先将当前核心的目标频率与处理器的各个已开启核心的当前运行频率分别进行比较，如果当前核心的目标频率大于处理器的各个已开启核心的当前运行频率，则进一步确定处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件，在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为处理器开启新的核心。这样就将多核处理器的调频操作与开核操作结合起来，当某个核心的目标频率较高时，说明该核心的负载较重，运行起来功耗较大，可以通过开启新的核心来减轻具有较重负载的核心上的负载，不仅能充分发挥多核处理器的并行处理能力，而且使得多个核心之间的负载分配均衡概率加大，从而使各个核心保持在多核低频的运行状态，在保证处理器具有较高处理性能的同时有效降低了处理器的功耗。
其中，处理器的多个核心中，每个核心都会根据各自的负载情况，随时调整各自的运行频率，而当前核心即是指处理器中任何一个正在确定其目标频率的核心。
步骤S11中，可以根据处理器的动态调频策略确定当前核心的目标频率，所述动态调频策略与所述处理器的负载情况相关。具体对多核处理器而言，动态调频策略与处理器的每个核心的负载相关。例如，当处理器的某个核心的负载较大时，动态调频策略的调频宗旨就是升高该核心的工作频率，以便能够以较快的速度完成其处理任务，当处理器的某个核心的负载较小时，动态调频策略的宗旨就是降低该核心的工作频率，以便在完成其处理任务的同时有效降低功耗。升高工作频率或降低工作频率的具体方法是通过周期性地为每个核心设置目标频率，并使各个核心按照一定的规则将工作频率更新为对应的目标频率来实现。可选的，每个核心的目标频率的设置都可以借助底层驱动来获取该核心的负载，并根据该负载为该核心设置一个合适的目标频率。例如，如果本周期获取的负载比上个周期获取的负载大，则将对应的目标频率设置成比当前工作频率大，如果本周期获取的负载比上个周期获取的负载小，则将对应的目标频率设置成比当前工作频率小。目标频率的具体数值即可以是预先设置好的与负载相关的数值，也可以是根据本次获取的负载与上个周期获取的负载的比值计算而得的值，当然还可以是通过其他方法计算而得的数值，本发明的实施例对此不做限制。
可选的，在多核处理器中，各个核心的工作频率可以相同，也可以不同，本发明的实施例对此不作限定。当各个核心的工作频率相同且同步变化时为同频多核处理器，当各个核心的工作频率不同且变化也可以不相同时为异频多核处理器。由于同频多核处理器的各个核心的频率必须同步变化，无法单独进行调节，因此更容易导致处理器的各个核心负载分配不平衡。因而，本发明实施例提供的多核处理器调度方法对于改进同频多核之间的调度具有更大的优势。
需要说明的是，对每个核心而言，目标频率的确定与将该核心的工作频率调整成该目标频率是两个步骤。也就是说，确定了某个核心的目标频率只是确定了下一步欲将该核心调整到的频率，而此时该核心的工作频率仍然是原频率。本实施例中，既然已经通过开启新的核心来为目标频率过高的核心减轻负载，那么该目标频率过高的核心就只需要以较低的工作频率工作即可，因此，该目标频率过高的核心既可以在本周期中不将工作频率调整为较高的目标频率，而直接在下个周期中将工作频率调整为较低的目标频率，也可以在本周期中暂时将工作频率调整到该较高的工作频率，然后在下个周期中将工作频率调整为较低的目标频率。
为了更好地利用处理器中各个核心的处理能力，使处理器的性能和功耗达到良好的折中，本发明实施例提供的多核调度方法，在获取其中某个核心的目标频率之后，并不立即将该核心的运行频率调整到该目标频率，而是进一步确定处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件，即步骤S12。其中，可迁移进程是指处理器的各个核心中可以从原来的核心迁移到其他核心的进程。由于只有可并行处理的应用才适于采用多个核心来运行，因此，多核处理器中的应用中应包括尽可能多的可并行处理的进程或线程，这是具有可迁移进程的基础。
具体而言，确定处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件可包括如下步骤：
根据所述各个已开启核心的负载与开启新的核心后各个核心的平均负载，确定所述各个已开启核心的负载权重差；其中，开启新的核心后各个核心的平均负载=已开启核心的平均负载×已开启核心数÷（已开启核心数+新开启核心数）；各个已开启核心的负载权重差=各个已开启核心的负载-开启新的核心后各个核心的平均负载。可选的，新开启核心数既可以是一个，也可以是多个，本发明的实施例对此不做限制。
根据所述各个已开启核心的负载权重差、所述各个已开启核心的负载以及所述各个已开启核心的亲和性，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数；具体的，各个已开启核心的亲和性可以用来计算各个已开启核心上运行的任务队列数及未与各个已开启核心绑定的任务队列数。然后可以根据各个已开启核心的负载权重差和各个已开启核心的负载情况，在这些未绑定的任务中确定可迁移进程数。
确定所述可迁移进程数是否大于预设阈值，或者确定所述可迁移进程数与所述已开启核心数的比值是否大于预设比例。其中，可迁移进程数大于预设阈值，或者可迁移进程数与已开启核心数的比值大于预设比例，即为步骤S12和S13中的预设条件。当可迁移进程数满足该预设条件时，即当可迁移进程数大于预设阈值，或者可迁移进程数与已开启核心数的比值大于预设比例时，在步骤S13中就为该处理器开启新的核心。
需要说明的是，上述实施例中，可迁移进程数既可以为所有已开启核心的可迁移进程总数，也可以为各个已开启核心中各自的可迁移进程数，只要该可迁移进程数能够用于确定是否需要开启新的核心即可，本发明的实施例对此不作限制。为了更有效的减轻目标频率较高的核心的负载，优选的，可以仅根据该目标频率较高的核心中的可迁移进程数来确定是否开启新的核心。例如，当该目标频率较高的核心中的可迁移进程数大于预设阈值时，就为该处理器开启新的核心
当然，开启新的核心是在已开启的核心数小于处理器所包括的总核心数的条件下进行的，当处理器中的所有核心都已经开启时，就不能开启新的核心了。
进一步地，在步骤S12的确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件之后，本发明的实施例提供的多核处理器调度方法还包括：在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数不满足所述预设条件的情况下，通过所述处理器原有的内核调度策略调度所述处理器。也就是说，当当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，但处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数并不满足上述预设条件，那么也不为该处理器开启新的核心。这是由于开启新的核心以及在各个核心之间进行任务调度也是需要耗费资源、付出代价的。如果确定开启新的核心和任务调度的代价过高，那么只需沿用处理器原有的调度方法即可。
进一步地，为处理器开启新的核心之后，所述方法还包括：将所述当前核心中的可迁移进程中的至少一部分迁移至所述新的核心中以减小所述当前核心的负载。可选的，还可以将其他已开启核心的可迁移进程中的至少一部分迁移至新的核心中，从而使处理器的各个核心负载均衡，且都工作在较低的频率上，在保持处理器具有较高性能的同时有效降低了处理器的功耗。
下面通过具体的实施例对本发明实施例提供的多核处理器调度方法进行详细说明。如图2所示，本实施例中，多核处理器调度方法包括如下步骤：
101.根据处理器的调频策略确定当前核心所需的目标频率，执行102。
102.根据目标频率上报调频请求，执行103；
103.确定目标频率是否大于处理器的各个已开启核心的当前运行频率，如果是，执行104，如果否，执行106；
104.确定当前核心中可迁移进程数是否大于预设阈值，如果是，执行105，如果否，执行106；
105.开启新的核心并将处理器中的任务平均分配到各个已开启的核心中；
106.按照原有的内核调度算法进行调度。
相应的，本发明的实施例还提供一种多核处理器调度装置，如图3所示，该装置包括：
频率确定单元10，用于确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；
进程确定单元12，还用于如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；
开启单元14，用于在进程确定单元12确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。
本发明提供的多核处理器调度装置，当频率确定单元10确定需要对当前核心进行频率调整以达到目标频率时，并不立即执行该调频动作，而是首先由进程确定单元12将当前核心的目标频率与处理器的各个已开启核心的当前运行频率分别进行比较，如果当前核心的目标频率大于处理器的各个已开启核心的当前运行频率，则进一步确定处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件，在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，才由开启单元14为处理器开启新的核心。这样就将多核处理器的调频操作与开核操作结合起来，当某个核心的目标频率较高时，说明该核心的负载较重，运行起来功耗较大，可以通过开启新的核心来减轻具有较重负载的核心上的负载，不仅能充分发挥多核处理器的并行处理能力，而且使得多个核心之间的负载分配均衡概率加大，从而使各个核心保持在多核低频的运行状态，在保证处理器具有较高处理性能的同时有效降低了处理器的功耗。
具体而言，频率确定单元10可具体用于根据处理器的动态调频策略确定当前核心的目标频率，所述动态调频策略与所述处理器的负载相关。
可选的，进程确定单元12具体可包括：
负载权重差确定模块，用于根据所述各个已开启核心的负载与开核后各个核心的平均负载，确定所述各个已开启核心的负载权重差；
可迁移进程确定模块，用于根据所述负载权重差确定模块确定的所述各个已开启核心的负载权重差、所述各个已开启核心的负载以及所述各个已开启核心的亲和性，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数；
比较模块，用于确定所述可迁移进程数是否大于预设阈值，或者确定所述可迁移进程数与已开启核心数的比值是否大于预设比例。
进一步的，如图4所示，该装置还可包括：迁移单元16，用于在为处理器开启新的核心之后，将所述当前核心中的可迁移进程中的至少一部分迁移至新的核心中以减小当前核心的负载。
相应的，本发明的实施例还提供一种终端，所述终端包括上述实施例提供的任一种多核处理器调度装置，因此也能达到相应的有益效果。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种多核处理器调度方法，其特征在于，包括：
确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；
如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；
在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定处理器的当前核心的目标频率包括：
根据所述处理器的动态调频策略确定所述当前核心的目标频率，所述动态调频策略与所述处理器的负载相关。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件包括：
根据所述各个已开启核心的负载与开启新的核心后各个核心的平均负载，确定所述各个已开启核心的负载权重差；
根据所述各个已开启核心的负载权重差、所述各个已开启核心的负载以及所述各个已开启核心的亲和性，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数；
确定所述可迁移进程数是否大于预设阈值，或者确定所述可迁移进程数与已开启核心数的比值是否大于预设比例。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件之后，所述方法还包括：
在所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数不满足所述预设条件的情况下，通过所述处理器原有的内核调度策略调度所述处理器。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，为所述处理器开启新的核心之后，所述方法还包括：
将所述当前核心中的可迁移进程中的至少一部分迁移至所述新的核心中以减小所述当前核心的负载。
6.一种多核处理器调度装置，其特征在于，包括：
频率确定单元，用于确定处理器的当前核心的目标频率，所述目标频率为所述处理器的当前核心所请求调整到的运行频率；
进程确定单元，用于如果所述当前核心的目标频率大于所述处理器的各个已开启核心的当前运行频率，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数是否满足预设条件；
开启单元，用于在所述进程确定单元确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数满足所述预设条件的情况下，为所述处理器开启新的核心。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述频率确定单元具体用于根据所述处理器的动态调频策略确定所述当前核心的目标频率，所述动态调频策略与所述处理器的负载相关。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述进程确定单元具体包括：
负载权重差确定模块，用于根据所述各个已开启核心的负载与开核后各个核心的平均负载，确定所述各个已开启核心的负载权重差；
可迁移进程确定模块，用于根据所述负载权重差确定模块确定的所述各个已开启核心的负载权重差、所述各个已开启核心的负载以及所述各个已开启核心的亲和性，确定所述处理器的各个已开启核心中的可迁移进程数；
比较模块，用于确定所述可迁移进程数是否大于预设阈值，或者确定所述可迁移进程数与已开启核心数的比值是否大于预设比例。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
迁移单元，用于在为所述处理器开启新的核心之后，将所述当前核心中的可迁移进程中的至少一部分迁移至所述新的核心中以减小所述当前核心的负载。
10.一种终端，其特征在于，所述终端包括权利要求6-9中任一项所述的多核处理器调度装置。
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