CN115904634A - 资源管理方法、系统级芯片、电子组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种资源管理方法、系统级芯片、电子组件及电子设备，该系统级芯片包括包括GPU核、用于与片外的主机通信的地址映射模块以及标识映射模块；地址映射模块被配置为：根据当前的地址映射表，将虚拟机发起的第一访问请求转发至虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核；标识映射模块，被配置为：根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识；目标GPU核被配置为：向目标虚拟机发送中断信息；地址映射表与标识映射表可由软件进行配置更改，且标识映射表与地址映射表的映射内容互逆。通过该系统级芯片，可提高系统级芯片的使用灵活性。

Description

资源管理方法、系统级芯片、电子组件及电子设备

技术领域

本公开涉及GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）虚拟化技术领域，尤其涉及一种资源管理方法、系统级芯片（System on Chip，SOC）、电子组件及电子设备。

背景技术

GPU虚拟化技术可广泛应用于各种应用，例如桌面虚拟化、云游戏和计算科学等，可分为软件虚拟化和硬件虚拟化。在传统的硬件虚拟化技术中，SOC内的GPU硬件（即物理GPU核）可虚拟化出多个虚拟GPU核（VGPU Core），主机（例如CPU（Central ProcessingUnit，中央处理器））可将运行在其上的各个VM（Virtual Machine，虚拟机）的命令发送到对应的VGPUcore来访问VGPU core中的寄存器，各个VGPU core也可为对应的VM提供具有虚拟内存范围的上下文。上下文是指GPU运行过程中，主机发送命令给GPU core后，GPUcore执行相应操作的状态。

然而，受限于GPU硬件构架出厂时所设置的对应关系，VGPU core仅能基于原有对应关系与对应的VM进行交互。即使在后续该对应的VM下线，与之对应的VGPU core也无法被其他VM所使用，或即使在后续有新的VM上线，该新的VM也无法使用原有物理GPU核资源或VGPU core资源，存在使用不灵活的问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种资源管理方法、系统级芯片、电子组件及电子设备，可提升SOC中GPU资源的使用灵活性。

根据本公开的一个方面，提供一种SOC，包括物理GPU核、用于与片外的主机通信的地址映射模块以及与所述物理GPU核一一对应连接的标识映射模块；所述地址映射模块，被配置为：根据当前的地址映射表，将运行于所述主机上的虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核；所述目标GPU核是所述寄存器所在的物理GPU核或是所述寄存器所在的虚拟GPU核，所述虚拟GPU核由所述寄存器所在的物理GPU核虚拟化出；所述标识映射模块，被配置为：根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识；所述目标GPU核，被配置为：根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息；所述地址映射表与所述标识映射表可由软件进行配置更改，且所述标识映射表与所述地址映射表的映射内容互逆。

本公开一种可行的实现方式中，所述第一访问请求携带所述虚拟机的虚拟机标识及待访问地址；所述地址映射模块，具体被配置为：从当前的所述地址映射表中查找与所述虚拟机标识对应的目标地址映射表，并根据所述目标地址映射表将所述第一访问请求携带的所述待访问地址映射成所述可访问的寄存器的地址，并将所述第一访问请求转发至所述可访问的寄存器的地址所属的所述目标GPU核。

本公开一种可行的实现方式中，所述中断信息携带所述目标GPU核的GPU标识；所述标识映射模块，被配置为：根据当前的所述标识映射表将所述中断信息携带的所述GPU标识映射成所述目标虚拟机标识，并将所述目标虚拟机标识反馈至所述目标GPU核。

本公开一种可行的实现方式中，所述中断信息携带虚拟地址，所述虚拟地址由所述目标GPU核内的驱动生成所述中断信息时生成，所述SOC还包括片内内存，且在所述片内内存中保存有与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应的页表；

所述目标GPU核，被配置为：接收所述目标虚拟机标识，并访问所述片内内存中与所述目标虚拟机标识对应的目标页表，根据所述目标页表将所述中断信息携带的所述虚拟地址映射为所述目标虚拟机的地址，并将所述中断信息发送至所述目标虚拟机的地址。

本公开一种可行的实现方式中，在当前的所述地址映射表存在更新的情况下，第一目标GPU核，被配置为：接收第一虚拟机发送的更新指令，在所述第一目标GPU核检测到自身当前存在未执行完的第一任务时，响应所述更新指令，根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略；所述第一目标GPU核是所述更新涉及到的目标GPU核，所述第一虚拟机是所述更新涉及到的虚拟机，且根据更新前的所述地址映射表可将所述第一虚拟机发起的第一访问请求转发至所述第一目标GPU核。

本公开一种可行的实现方式中，所述SOC还包括片内内存，在所述第一目标GPU核具备保存上下文的能力的情况下，所述第一目标GPU核，被配置为：将当前已生成的与所述第一任务的执行情况对应的上下文保存在所述片内内存后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

本公开一种可行的实现方式中，在所述第一目标GPU核不具备保存上下文的能力的情况下，所述第一目标GPU核，被配置为：执行完所述第一任务后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

本公开一种可行的实现方式中，所述地址映射表为页表或者段地址映射表。

根据本公开的另一方面，还提供一种资源管理方法，应用于SOC，所述SOC包括物理GPU核、用于与片外的主机通信的地址映射模块以及与所述物理GPU核一一对应连接的标识映射模块，所述主机上运行有虚拟机；所述方法包括：

所述地址映射模块根据当前的地址映射表，将所述虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核；所述目标GPU核是所述寄存器所在的物理GPU核或是所述寄存器所在的虚拟GPU核，所述虚拟GPU核由所述寄存器所在的物理GPU核虚拟化出；所述标识映射模块根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识；所述地址映射表与所述标识映射表可由软件进行配置更改，且所述标识映射表与所述地址映射表的映射内容互逆；所述目标GPU核根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息。

本公开一种可行的实现方式中，所述第一访问请求携带所述虚拟机的虚拟机标识及待访问地址；根据当前的地址映射表，将所述虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核，包括：从当前的所述地址映射表中查找与所述虚拟机标识对应的目标地址映射表；根据所述目标地址映射表将所述第一访问请求携带的所述待访问地址映射成所述可访问的寄存器的地址；将所述第一访问请求转发至所述可访问的寄存器的地址所属的所述目标GPU核。

本公开一种可行的实现方式中，所述中断信息携带所述目标GPU核的GPU标识；根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识，包括：根据当前的所述标识映射表将所述中断信息携带的所述GPU标识映射成虚拟机的标识，所述虚拟机的标识是所述目标虚拟机的目标虚拟机标识；将所述目标虚拟机标识反馈至所述目标GPU核。

本公开一种可行的实现方式中，所述中断信息携带虚拟地址，所述虚拟地址由所述目标GPU核内的驱动生成所述中断信息时生成，所述SOC还包括片内内存，且在所述片内内存中保存有与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应的页表；所述根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息，包括：访问所述片内内存中与所述目标虚拟机标识对应的目标页表；根据所述目标页表将所述中断信息携带的所述虚拟地址映射为所述目标虚拟机的地址，并将所述中断信息发送至所述目标虚拟机的地址。

本公开一种可行的实现方式中，在当前的所述地址映射表存在更新的情况下，所述方法还包括：第一目标GPU核接收第一虚拟机发送的更新指令；在所述第一目标GPU核检测到自身当前存在未执行完的第一任务时，响应所述更新指令，根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略；所述第一目标GPU核是所述更新涉及到的目标GPU核，所述第一虚拟机是所述更新涉及到的虚拟机，且根据更新前的所述地址映射表可将所述第一虚拟机发起的第一访问请求转发至所述第一目标GPU核。

本公开一种可行的实现方式中，所述SOC包括片内内存，在所述第一目标GPU核具备保存上下文的能力的情况下，所述根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略，包括：将当前已生成的与所述第一任务的执行情况对应的上下文保存在所述片内内存后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

本公开一种可行的实现方式中，在所述第一目标GPU核不具备保存上下文的能力的情况下，所述根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略，包括：执行完所述第一任务后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

根据本公开的另一方面，还提供一种电子组件，该电子组件包括上述任一实施例中所述的SOC。在一些使用场景下，该电子组件的产品形式体现为显卡；在另一些使用场景下，该电子组件的产品形式体现为CPU主板。

根据本公开的另一方面，还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的电子组件。在一些使用场景下，该电子设备的产品形式是便携式电子设备，例如智能手机、平板电脑、VR设备等；在一些使用场景下，该电子设备的产品形式是个人电脑、游戏主机等。

附图说明

图1为本公开一个实施例的SOC的结构示意图；

图2为本公开一个实施例的资源管理方法的流程示意图。

具体实施方式

在介绍本公开实施例之前，应当说明的是：

本公开部分实施例被描述为处理流程，虽然流程的各个操作步骤可能被冠以顺序的步骤编号，但是其中的操作步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。

本公开实施例中可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个特征，但是这些特征不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个特征与另一个特征进行区分。

本公开实施例中可能使用了术语“和/或”，“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联特征的任意和所有组合。

应当理解的是，当描述两个部件的连接关系或通信关系时，除非明确指明两个部件之间直接连接或直接通信，否则，两个部件的连接或通信可以理解为直接连接或通信，也可以理解为通过中间部件间接连接或通信。

为了使本公开实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本公开的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将针对本公开所提供的资源管理方案进行介绍。

在现有技术中，受限于GPU硬件构架出厂时所设置的对应关系，由GPU硬件虚拟化出的VGPU core仅能基于原有对应关系与对应的VM进行交互。即使在后续该对应的VM下线，与之对应的VGPU core也无法被其他VM所使用，或即使在后续有新的VM上线，该新的VM也无法使用原有物理GPU核资源或VGPU core资源，存在使用不灵活的问题。

为了解决上述问题，请参照图1，本公开的一个实施例提供一种SOC，SOC可以包括物理GPU核、地址映射模块以及标识映射模块。

其中，物理GPU核的数量为多个，例如图1中所示的GPU0、GPU1、GPU2以及GPU3。其中，物理GPU核可通过虚拟化技术虚拟化出多个VGPU core，例如在图1中，GPU0虚拟化成VGPU0-0、VGPU0-1以及VGPU0-2，GPU1虚拟化成VGPU1-0、VGPU1-1以及VGPU1-2。

可选的，上述各个物理GPU核可通过配置技术，形成多个Multi-core（多内核）卡，进而扩展到多卡互联。

其中，地址映射模块用于与片外的主机通信连接，例如地址映射模块通过PCIE（Peripheral Component Interconnect Express，外围组件互连产品)总线与主机进行通信连接。

标识映射模块与物理GPU核通信连接。当然，在一个SOC中可能包括多个物理GPU核，例如在图1中包括4个物理GPU核，针对这种情况，标识映射模块的数量与物理GPU核的数量相同，以与物理GPU核一一对应通信连接，例如在图1中包括4个标识映射模块，以与4个物理GPU核一一对应通信连接。

值得指出的是，在主机上可运行多个虚拟机VM（虚拟机是一种软件概念），相应的，地址映射模块也与各个虚拟机通信连接。

其中，对于每个虚拟机，相当于一个独立的处理器，当其在启动时，主机可根据预设配置（包括后文中的地址映射表）为其分配对应的目标GPU核，该目标GPU核可以是SOC内完整的物理GPU核，也可以是由完整的物理GPU核虚拟化出的虚拟GPU核。

也就是说，虚拟机可使用的目标GPU核的个数以及类型在虚拟机启动时分配。

针对每个目标GPU核，在其内包括多个寄存器，且不同的寄存器可具备不同的功能，进而保证每个目标GPU核均可独立实现各种基本功能，例如执行图像渲染任务、AI（Artificial Intelligence，人工智能）计算任务等。当然，可能存在部分特殊的目标GPU核包括一些特定的寄存器的情况，进而还可使得该特殊的目标GPU核还可实现特定的功能，例如执行复杂度较高的任务。

基于上述描述，每当某一虚拟机上所运行的应用需要SOC执行某一功能（为方便描述，简称为功能A）时，该虚拟机可向与之对应的目标GPU核中具备执行功能A的寄存器发起第一访问请求。

此外，在虚拟机启动后，主机为每个虚拟机分配对应的可访问地址空间。每个虚拟机的可访问地址空间与该虚拟机对应的目标GPU核所包括的寄存器形成的寄存器地址空间存在对应关系。

在本公开实施例中，当虚拟机发起针对具备执行功能A的寄存器的第一访问请求时，虚拟机可通过PCIE总线，向地址映射模块下发第一访问请求，在该第一访问请求中包括待访问地址，该待访问地址是该虚拟机的可访问地址空间中与具备执行功能A的寄存器对应的地址。

地址映射模块，被配置为：根据当前的地址映射表，将所述主机上运行的虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核。该目标GPU核是虚拟机可访问的寄存器所在的物理GPU核，或是虚拟机可访问的寄存器所在的虚拟GPU核，且该虚拟GPU核由虚拟机可访问的寄存器所在的物理GPU核虚拟化出。

其中，在地址映射模块内保存有多个地址映射表，该多个地址映射表与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应。每个地址映射表与一个虚拟机标识对应，即与该虚拟机标识所指示的虚拟机对应。

地址映射表内保存有对应的虚拟机的可访问地址空间与该虚拟机对应的目标GPU核的寄存器地址空间之间的映射关系，也即是说，通过地址映射表，可将虚拟机的可访问地址空间中的各个待访问地址，映射为该虚拟机的目标GPU核的寄存器地址空间中的对应的寄存器地址。该寄存器地址是物理地址。

可选的，地址映射表可以以页表的形式或者以段地址映射表的形式存储于地址映射模块内。

在本公开实施例中，地址映射表可由配置人员实时地根据当前的需求，通过软件对其进行配置更改。也就是说，在本公开实施例中，当各个虚拟机的状态或者数量发生变化时，可通过软件对原有的地址映射表进行配置更改，进而修改原有的虚拟机的可待访问地址空间和与该原有的虚拟机对应的寄存器地址空间之间的固有映射关系。由于寄存器地址空间所对应的寄存器属于某一具体的目标GPU核，进而实现通过修改原有的地址映射表，为各个虚拟机动态地分配目标GPU核，可提高整个系统的灵活性。

具体的，虚拟机所发起的第一访问请求内携带有发起该第一访问请求的虚拟机的虚拟机标识（VM ID）以及待访问地址，该待访问地址是该虚拟机的可访问地址空间所包括的一个具体的地址。

基于此，当主机上的虚拟机发起第一访问请求时，作为一种可选的实施方式，地址映射模块，被配置为：从当前的地址映射表中查找与第一访问请求所携带的虚拟机标识对应的目标地址映射表，并根据查找到的目标地址映射表，将第一访问请求携带的待访问地址映射成可访问的寄存器地址空间中的其中一个可访问的寄存器的地址。

在得到可访问的寄存器的地址之后，地址映射模块往该可访问的寄存器的地址发送第一访问请求。由于该可访问的寄存器属于其中一个目标GPU核，因此，该第一访问请求由该可访问的寄存器所属的目标GPU核的接口接收到。

后续，由该目标GPU核根据第一访问请求中携带的可访问的寄存器的地址，去访问对应的寄存器。

当然，若目标GPU核是虚拟GPU核，且该虚拟GPU核未对外暴露接口，那么该第一访问请求由该可访问的寄存器所属的目标GPU核所在的物理GPU核的接口接收到，最终由物理GPU核根据第一访问请求中的可访问的寄存器的地址所属的虚拟GPU核，将该第一访问请求分配给对应的虚拟GPU核来访问对应的寄存器。

前文提及，上述目标GPU核可以是完整的物理GPU核，此时，与一个虚拟机对应的目标GPU核可以是一个或多个完整的物理GPU核。例如在图1中，虚拟机VM3独占整个GPU2以及整个GPU3，即虚拟机VM3的目标GPU核包括GPU2与GPU3，在与VM3对应的目标地址映射表3内，将虚拟机VM3的可访问地址空间映射成的可访问的寄存器地址空间包括GPU2的寄存器地址空间以及GPU3的寄存器地址空间。

前文提及，上述目标GPU核还可以是由物理GPU核所虚拟化出的虚拟GPU核，此时，与一个虚拟机对应的目标GPU核可以是一个或多个虚拟GPU核。例如在图1中，虚拟机VM0的目标GPU核包括GPU0所虚拟化出的VGPU0-0以及与GPU1所虚拟化出的VGPU1-0，那么在与VM0对应的目标地址映射表0中，将虚拟机VM0的可访问地址空间映射成的可访问的寄存器地址空间包括VGPU0-0的寄存器地址空间以及VGPU1-0的寄存器地址空间；虚拟机VM1的目标GPU核包括GPU0所虚拟化出的VGPU0-1以及与GPU1所虚拟化出的VGPU1-1，那么在与VM1对应的目标地址映射表1中，将虚拟机VM1的可访问地址空间映射成的可访问的寄存器地址空间包括VGPU0-1的寄存器地址空间以及VGPU1-1寄存器的地址空间；虚拟机VM2的目标GPU核包括GPU0所虚拟化出的VGPU0-2以及GPU1所虚拟化出的VGPU1-2，那么在与VM2对应的目标地址映射表2中，将虚拟机VM2的可访问地址空间映射成的可访问的寄存器地址空间包括VGPU0-2的寄存器地址空间以及VGPU1-2的寄存器地址空间。

在本公开实施例中，当目标GPU核获取到上述第一访问请求后，根据第一访问请求去访问对应的寄存器，例如往对应的寄存器内写入一段配置命令，例如cmd，进而可生成图像渲染、AI计算等任务。至于生成的具体任务取决于第一访问请求的具体内容。后续，目标GPU核可以对生成的任务进行响应，当任务执行完成后，生成表示任务已完成的中断信息。

可选的，当某一具体的目标GPU核执行完任务后，可以生成包括GPU标识的中断信息，并将该中断信息发送给发起第一访问请求的目标虚拟机，以便对应的目标虚拟机接收到中断信息后，根据实际应用场景做出后续响应，例如获取图像渲染结果进行图像显示，或者AI计算出的中间结果并执行进一步的计算等。

其中，中断信息中的GPU标识是目标GPU核的GPU标识。其中，若目标GPU核表示的是虚拟GPU核，那么GPU标识则是虚拟GPU核的标识，而非虚拟GPU核所在的物理GPU核的标识，若目标GPU核表示的是物理GPU核，那么GPU标识则是物理GPU核的标识。

在目标GPU核发送中断信息之前，需要获取到该中断信息所需要发送至的虚拟机的地址，即目标虚拟机的地址，然后再向该目标虚拟机的地址发送中断信息。该目标虚拟机的地址需要由目标GPU核根据目标虚拟机标识来确定，因此，对于目标GPU核而言，需要先获取到目标虚拟机标识。

在此过程中，由于目标虚拟机和目标GPU核之间的对应关系可配置，为了实现目标GPU核的GPU标识与目标虚拟机的目标虚拟机标识的统一，在每个物理GPU核输出带有GPU标识的接口上连接有标识映射模块。该标识映射模块可进行GPU标识和虚拟机标识的重新映射，进而辅助与该标识映射模块对应连接的物理GPU核所能形成的目标GPU核，可根据自身的GPU标识获取到目标虚拟机标识，进而在后续可根据目标虚拟机标识，确定出发送中断信息时所能通信的目标虚拟机的地址。

可选的，在本公开实施例中，在标识映射模块内预先配置有标识映射表。标识映射表中保存有各个目标GPU核的GPU标识和目标虚拟机的目标虚拟机标识之间的映射关系，表示具备该GPU标识的目标GPU核所能够通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识。

值得指出的是，标识映射表中所包括的映射关系所涉及到的目标GPU核，指的是与该标识映射表所在的标识映射模块存在连接关系的物理GPU核所形成的目标GPU核。若该物理GPU核未进行虚拟化，那么该物理GPU核所形成的目标GPU核是该物理GPU核本身，此时，目标GPU核的GPU标识是物理GPU核的标识；若该物理GPU核存在虚拟化，那么该物理GPU核所形成的目标GPU核是各个虚拟GPU核，此时，目标GPU核的GPU标识是虚拟GPU核的标识。

其中，标识映射表是根据地址映射表配置的，且标识映射表表示的映射内容与地址映射表表示的映射内容互逆。

例如在地址映射表中，与虚拟机的虚拟机标识VM0对应的目标地址映射表0，将虚拟机VM0的可访问地址空间映射成的可访问的寄存器地址空间包括VGPU0-0的寄存器地址空间以及VGPU1-0的寄存器地址空间，那么与之互逆的，在物理GPU核0对应的标识映射模块的标识映射表中，将由VGPU0-0（第二位数字，即VGPU0表示虚拟GPU核的标识）的GPU标识VGPU0映射成虚拟机VM0的虚拟机标识VM0，在物理GPU核1对应的标识映射模块的标识映射表中，将由VGPU1-0（第二位数字，即VGPU0表示虚拟GPU核的标识）的GPU标识VGPU0映射成虚拟机VM0的虚拟机标识VM0。

此外，当地址映射表发生变化后，相应的，也应对应修改标识映射表。在本公开实施例中，标识映射表可由配置人员实时地根据当前的需求，通过软件对其进行配置更改。

相应的，在本公开实施例中，标识映射模块，被配置为：根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识。

具体的，在中断信息内携带目标GPU核的GPU标识；标识映射模块具体被配置为：根据当前的所述标识映射表将所述中断信息携带的所述GPU标识映射成所述目标虚拟机的目标虚拟机标识，并将其反馈至所述目标GPU核。

在本公开实施例中，若包括多个VGPU核的物理GPU核每次输出一组中断信息（由不同的VGPU核所触发的中断信息所携带的GPU标识及虚拟地址均不同），那么经过标识映射模块进行映射后，可得与各个VGPU核对应的目标虚拟机的目标虚拟机标识，并将其反馈至对应的目标GPU核。

在目标GPU核得到目标虚拟机的目标虚拟机标识之后，目标GPU核，被配置为：根据目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送中断信息。

其中，值得指出的是，在SOC内包括片内内存，且在片内内存中保存有与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应的页表，即每个虚拟机存在对应的页表。此外，中断信息内还携带有虚拟地址，该虚拟地址是由目标GPU核内的驱动生成中断信息时生成。

基于此，目标GPU核接收目标虚拟机标识之后，对片内内存发起访问，具体为访问片内内存中与目标虚拟机标识对应的目标页表。在目标页表中，保存有目标页表对应的虚拟机的地址与中断信息的虚拟地址之间的映射关系。

目标GPU核获取到目标页表后，根据目标页表将中断信息携带的虚拟地址映射为目标虚拟机的地址，并将中断信息发送至目标虚拟机的地址所在的目标虚拟机。

下面将针对地址映射表存在变更的情况进行说明。

以图1为例，当主机上新增一个虚拟机VM4后，根据原有的地址映射表，则无任何目标GPU核能够满足VM4的需求，此时，可通过软件对原有的地址映射表进行更新，具体为在原有的地址映射表中新配置一个与VM4对应的目标地址映射表4，且将原有的GPU资源进行重新划分，以便在目标地址映射表4中配置新的内容。一种示例性地配置方式为：将原有的与VM3对应的目标地址映射表3中，将与VM3的可访问地址空间所映射成的可访问的寄存器地址空间，从GPU2的寄存器地址空间与GPU3的寄存器地址空间调整为GPU2的寄存器地址空间，在新增的目标地址映射表4中，配置将VM4的可访问地址空间映射成GPU3的寄存器地址空间。当然，在上述情况下，标识映射模块中的标识映射表也需要适应性地进行更新。

具体的，一般是存在例如关闭虚拟机或者重启虚拟机等人为操作时，才会更新当前的地址映射表。

为了便于描述，在当前的地址映射表存在更新的情况下，将本次更新涉及到的虚拟机称为第一虚拟机，将本次更新涉及到的目标GPU核称之为第一目标GPU核，且根据更新前的地址映射表，可将第一虚拟机发起的第一访问请求转发至第一目标GPU核。

在这种实施方式下，由于GPU3所服务的虚拟机发生了变化，相应的，GPU3上原执行与VM3对应的任务需要退出。

为了不影响系统的稳定性，可选的，在当前的地址映射表存在更新的情况下，第一虚拟机内的驱动检测到关闭/重启等人为操作后，生成更新指令发送给第一目标GPU核。

第一目标GPU核，被配置为：接收第一虚拟机发送的更新指令，在第一目标GPU核检测到自身当前存在未执行完的第一任务时，响应更新指令，根据第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略。

其中，第一目标GPU核可通过读取自身所包括的特定寄存器来检测自身当前是否存在未执行完的第一任务。

可选的，在所述第一目标GPU核具备保存上下文的能力的情况下，第一目标GPU核被配置为：将当前已生成的与第一任务的执行情况对应的上下文保存在所述片内内存后，清除第一目标GPU核上与第一任务对应的配置并重启。

对应到上述举例，假设地址映射表存在更新时，那么VM3会向GPU3发送更新指令。

若GPU3自身具备保存上下文的能力，那么在GPU3接收到更新指令后，若检测到在GPU3上存在未执行完的第一任务（该任务与VM3对应），即可将未执行完的第一任务在当前的执行情况（例如执行进度、当前所得到的中间结果等）对应的上下文保存在片内内存（GDDR或其他片内存储器），然后再清除自身与第一任务对应的配置后并重启，并完成对固件的重新加载。

其中，将上下文保存在片内内存，指的是将上下文对应的地址保存在片内内存，以便其他目标GPU核可以从片内内存获取到该上下文，以继续执行第一任务，例如与VM3对应的GPU2可获取该上下文来继续执行第一任务。

可选的，在所述第一目标GPU核不具备保存上下文的能力的情况下，第一目标GPU核被配置为：等待第一任务执行完后，按照前文已介绍的内容生成相应的中断信息告知对应的目标虚拟机，然后再清除第一目标GPU核上与第一任务对应的配置并重启。

对应到上述举例，若GPU3自身不具备保存上下文的能力，那么在GPU3接收到更新指令后，若检测到在GPU3上存在未执行完的第一任务（该任务与VM3对应），即可等待第一任务执行完之后，生成中断信息发送给VM3，然后再清除自身与第一任务对应的配置后并重启，并完成对固件的重新加载。

值得指出的是，一般而言，目标GPU核在启动时都加载固件。但为减少固件的加载时间，针对每个目标GPU核中用于执行固件代码的单元，可通过配置，设置目标GPU核在完成基本的启动流程后就进入睡眠状态或者等待状态，以便在Multi-core配置切换时，目标GPU核可快速启动。

此外，请参照图2，本申请实施例还提供一种应用于SOC的资源管理方法。所述SOC包括物理GPU核、用于与片外的主机通信的地址映射模块以及与所述物理GPU核一一对应连接的标识映射模块。在主机上运行有虚拟机，所述方法包括：

S110：地址映射模块根据当前的地址映射表，将虚拟机发起的第一访问请求转发至该虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核。

所述目标GPU核是所述寄存器所在的物理GPU核或是所述寄存器所在的虚拟GPU核，所述虚拟GPU核由所述寄存器所在的物理GPU核虚拟化出。

S120：标识映射模块根据当前的标识映射表及目标GPU核响应第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识。

所述地址映射表与所述标识映射表可由软件进行配置更改，且所述标识映射表与所述地址映射表的映射内容互逆。

S130：目标GPU核根据目标虚拟机标识，向目标虚拟机发送中断信息。

可选的，所述第一访问请求携带所述虚拟机的虚拟机标识及待访问地址；根据当前的地址映射表，将所述虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核，包括：从当前的所述地址映射表中查找与所述虚拟机标识对应的目标地址映射表；根据所述目标地址映射表将所述第一访问请求携带的所述待访问地址映射成所述可访问的寄存器的地址；将所述第一访问请求转发至所述可访问的寄存器的地址所属的所述目标GPU核。

可选的，所述中断信息携带所述目标GPU核的GPU标识；根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识，包括：根据当前的所述标识映射表将所述中断信息携带的所述GPU标识映射成虚拟机的标识，所述虚拟机的标识是所述目标虚拟机的目标虚拟机标识；将所述目标虚拟机标识反馈至所述目标GPU核。

可选的，所述中断信息携带虚拟地址，所述虚拟地址由所述目标GPU核内的驱动生成所述中断信息时生成，所述SOC还包括片内内存，且在所述片内内存中保存有与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应的页表；所述根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息，包括：访问所述片内内存中与所述目标虚拟机标识对应的目标页表；根据所述目标页表将所述中断信息携带的所述虚拟地址映射为所述目标虚拟机的地址，并将所述中断信息发送至所述目标虚拟机的地址。

可选的，在当前的所述地址映射表存在更新的情况下，所述方法还包括：第一目标GPU核接收第一虚拟机发送的更新指令；在所述第一目标GPU核检测到自身当前存在未执行完的第一任务时，响应所述更新指令，根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略。

所述第一目标GPU核是所述更新涉及到的目标GPU核，所述第一虚拟机是所述更新涉及到的虚拟机，且根据更新前的所述地址映射表可将所述第一虚拟机发起的第一访问请求转发至所述第一目标GPU核。

可选的，所述SOC包括片内内存，在所述第一目标GPU核具备保存上下文的能力的情况下，所述根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略，包括：

将当前已生成的与所述第一任务的执行情况对应的上下文保存在所述片内内存后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

可选的，在所述第一目标GPU核不具备保存上下文的能力的情况下，所述根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略，包括：

执行完所述第一任务后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

此外，本公开实施例还提供一种电子组件，该电子组件包括上述的SOC以及其他必要的部件。在一些使用场景下，该电子组件的产品形式体现为显卡；在另一些使用场景下，该电子组件的产品形式体现为CPU主板。

此外，本公开实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的电子组件以及其他必要的部件。在一些使用场景下，该电子设备的产品形式是便携式电子设备，例如智能手机、平板电脑、VR设备等；在一些使用场景下，该电子设备的产品形式是个人电脑、游戏主机、工作站、服务器等。

根据上述基于SOC的资源管理方案，地址映射模块内的地址映射表以及标识映射模块内的标识映射表可由配置人员实时地根据当前的需求，通过软件对其进行配置更改，那么当各个虚拟机的状态或者数量发生变化时，可通过软件对原有的地址映射表以及标识映射表进行配置更改（当然，为了保证SOC的正常运行，修改地址映射表后还需对应修改标识映射表），进而修改原有的虚拟机的可访问地址空间和与该原有的虚拟机对应的寄存器地址空间之间的固有映射关系，由于寄存器地址空间所对应的寄存器属于某一具体的目标GPU核，进而实现通过修改原有的地址映射表，为各个虚拟机动态地分配目标GPU核，可提高整个系统的灵活性。

尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种系统级芯片，包括物理GPU核、用于与片外的主机通信的地址映射模块以及与所述物理GPU核一一对应连接的标识映射模块；

所述地址映射模块，被配置为：根据当前的地址映射表，将运行于所述主机上的虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核；所述目标GPU核是所述寄存器所在的物理GPU核或是所述寄存器所在的虚拟GPU核，所述虚拟GPU核由所述寄存器所在的物理GPU核虚拟化出；

所述标识映射模块，被配置为：根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识；

所述目标GPU核，被配置为：根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息；

所述地址映射表与所述标识映射表可由软件进行配置更改，且所述标识映射表与所述地址映射表的映射内容互逆。

2.根据权利要求1所述的系统级芯片，所述第一访问请求携带所述虚拟机的虚拟机标识及待访问地址；所述地址映射模块，具体被配置为：从当前的所述地址映射表中查找与所述虚拟机标识对应的目标地址映射表，并根据所述目标地址映射表将所述第一访问请求携带的所述待访问地址映射成所述可访问的寄存器的地址，并将所述第一访问请求转发至所述可访问的寄存器的地址所属的所述目标GPU核。

3.根据权利要求1所述的系统级芯片，所述中断信息携带所述目标GPU核的GPU标识；所述标识映射模块，被配置为：根据当前的所述标识映射表将所述中断信息携带的所述GPU标识映射成所述目标虚拟机标识，并将所述目标虚拟机标识反馈至所述目标GPU核。

4.根据权利要求3所述的系统级芯片，所述中断信息携带虚拟地址，所述虚拟地址由所述目标GPU核内的驱动生成所述中断信息时生成，所述系统级芯片还包括片内内存，且在所述片内内存中保存有与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应的页表；

所述目标GPU核，被配置为：接收所述目标虚拟机标识，并访问所述片内内存中与所述目标虚拟机标识对应的目标页表，根据所述目标页表将所述中断信息携带的所述虚拟地址映射为所述目标虚拟机的地址，并将所述中断信息发送至所述目标虚拟机的地址。

5.根据权利要求1所述的系统级芯片，在当前的所述地址映射表存在更新的情况下，第一目标GPU核，被配置为：接收第一虚拟机发送的更新指令，在所述第一目标GPU核检测到自身当前存在未执行完的第一任务时，响应所述更新指令，根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略；所述第一目标GPU核是所述更新涉及到的目标GPU核，所述第一虚拟机是所述更新涉及到的虚拟机，且根据更新前的所述地址映射表可将所述第一虚拟机发起的第一访问请求转发至所述第一目标GPU核。

6.根据权利要求5所述的系统级芯片，所述系统级芯片还包括片内内存，在所述第一目标GPU核具备保存上下文的能力的情况下，所述第一目标GPU核，被配置为：将当前已生成的与所述第一任务的执行情况对应的上下文保存在所述片内内存后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

7.根据权利要求5所述的系统级芯片，在所述第一目标GPU核不具备保存上下文的能力的情况下，所述第一目标GPU核，被配置为：执行完所述第一任务后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

8.一种资源管理方法，应用于系统级芯片，所述系统级芯片包括物理GPU核、用于与片外的主机通信的地址映射模块以及与所述物理GPU核一一对应连接的标识映射模块；所述主机上运行有虚拟机，所述方法包括：

所述地址映射模块根据当前的地址映射表，将所述虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核；所述目标GPU核是所述寄存器所在的物理GPU核或是所述寄存器所在的虚拟GPU核，所述虚拟GPU核由所述寄存器所在的物理GPU核虚拟化出；

所述标识映射模块根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识；所述地址映射表与所述标识映射表可由软件进行配置更改，且所述标识映射表与所述地址映射表的映射内容互逆；

所述目标GPU核根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息。

9.根据权利要求8所述的方法，所述第一访问请求携带所述虚拟机的虚拟机标识及待访问地址；根据当前的地址映射表，将所述虚拟机发起的第一访问请求转发至所述虚拟机可访问的寄存器所属的目标GPU核，包括：

从当前的所述地址映射表中查找与所述虚拟机标识对应的目标地址映射表；

根据所述目标地址映射表将所述第一访问请求携带的所述待访问地址映射成所述可访问的寄存器的地址；

将所述第一访问请求转发至所述可访问的寄存器的地址所属的所述目标GPU核。

10.根据权利要求8所述的方法，所述中断信息携带所述目标GPU核的GPU标识；根据当前的标识映射表及所述目标GPU核响应所述第一访问请求后生成的中断信息，向所述目标GPU核反馈可通信的目标虚拟机的目标虚拟机标识，包括：

根据当前的所述标识映射表将所述中断信息携带的所述GPU标识映射成虚拟机的标识，所述虚拟机的标识是所述目标虚拟机的目标虚拟机标识；

将所述目标虚拟机标识反馈至所述目标GPU核。

11.根据权利要求10所述的方法，所述中断信息携带虚拟地址，所述虚拟地址由所述目标GPU核内的驱动生成所述中断信息时生成，所述系统级芯片还包括片内内存，且在所述片内内存中保存有与各个虚拟机的虚拟机标识一一对应的页表；所述根据所述目标虚拟机标识，向所述目标虚拟机发送所述中断信息，包括：

访问所述片内内存中与所述目标虚拟机标识对应的目标页表；

根据所述目标页表将所述中断信息携带的所述虚拟地址映射为所述目标虚拟机的地址，并将所述中断信息发送至所述目标虚拟机的地址。

12.根据权利要求8所述的方法，在当前的所述地址映射表存在更新的情况下，所述方法还包括：

第一目标GPU核接收第一虚拟机发送的更新指令；

在所述第一目标GPU核检测到自身当前存在未执行完的第一任务时，响应所述更新指令，根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略；所述第一目标GPU核是所述更新涉及到的目标GPU核，所述第一虚拟机是所述更新涉及到的虚拟机，且根据更新前的所述地址映射表可将所述第一虚拟机发起的第一访问请求转发至所述第一目标GPU核。

13.根据权利要求12所述的方法，所述系统级芯片包括片内内存，在所述第一目标GPU核具备保存上下文的能力的情况下，所述根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略，包括：

将当前已生成的与所述第一任务的执行情况对应的上下文保存在所述片内内存后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

14.根据权利要求12所述的方法，在所述第一目标GPU核不具备保存上下文的能力的情况下，所述根据所述第一目标GPU核的上下文保存能力，执行对应的第一任务执行策略，包括：

执行完所述第一任务后，清除所述第一目标GPU核上与所述第一任务对应的配置并重启。

15.一种电子组件，包括权利要求1-7任一项所述的系统级芯片。

16.一种电子设备，包括权利要求15所述的电子组件。

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