JP2013527516A - コンピュータシステムの細粒度パフォーマンスリソース管理 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2010年3月26日付けで出願された、発明の名称が「コンピュータシステムの細粒度パフォーマンスリソース管理のための方法及び装置」の米国仮出願第61/341,170号、及び2010年3月26日付けで出願された、発明の名称が「プロセッサキャッシュメモリ占有の制御のための方法及び装置」の米国仮出願第61/341,069号に対して優先権の利益を主張し、それらの開示が参照によりここに組み込まれる。
スケジューラモジュールと、メータリングモジュールと、適応クロックマネージャモジュールと、キャッシュ占有マネージャモジュールと、入力/出力帯域幅マネージャモジュールとを含む。スケジューラモジュールは、少なくとも1つのプロセッサによって実行されるべき複数のタスクをスケジューリングすることができる。(いくつかの実施形態においては、各タスクは関連した実行優先度及び/もしくは実行デッドラインを有する。)メータリングモジュールは、複数のタスクの実行を監視して追加的な処理リソースを要求するタスクを識別することができる。適応クロックマネージャモジュールは、タスクを実行するときに少なくとも1つのプロセッサのクロックレートを選択的に調整することができる。キャッシュ占有マネージャモジュールは、タスクによって利用されるべきバッファの最大量を選択的に調整することができる。入力/出力帯域幅マネージャモジュールは、タスクによって利用されるべき入力/出力(I/O)帯域幅の最大量を選択的に調整することができる。
Claims (37)
- プロセッサシステムによって複数のタスクの実行を監視するステップと、
上記監視に基づいて、各タスクに対するプログレスエラーとプログレス制限エラーとのうちの少なくとも1つを計算することによって、パフォーマンスリソースの調整を要求するタスクを識別するステップと、
上記各識別されたタスクに対して割り当てられた上記プロセッサシステムのパフォーマンスリソースを調整するステップとを含む方法であって、
上記パフォーマンスリソースを調整するステップは、
上記タスクを実行する上記プロセッサシステムにおける少なくとも1つのプロセッサのクロックレートを調整するステップと、
上記タスクによって利用されるべきキャッシュ及び/もしくはバッファの量を調整するステップと、
上記タスクによって利用されるべき入力/出力(I/O)帯域幅の量を調整するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 上記プログレスエラーは、上記タスクによって完了された作業と上記タスクによって完了されるべき作業との間の差と等しいことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 上記プログレス制限エラーは、上記完了された作業に対する作業完了レートと上記タスクのリマインダーに対する期待された作業レートとの間の差と等しいことを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 上記各タスクは、単一のタスク、タスクのグループ、スレッド、スレッドのグループ、単一のステート機械、ステート機械のグループ、単一の仮想機械、及び仮想機械のグループを含むグループから選択されたことを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記プロセッサは、単一のプロセッサ、マルチプロセッサ、同時マルチスレッディングを支持するプロセッサシステム、及びマルチコアプロセッサを含むグループから選択されたことを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記各タスクは、関連した実行優先度及び実行デッドラインを有し、
上記プロセッサシステムの上記パフォーマンスリソースは、上記各識別されたタスクが、その対応する実行デッドラインまでに、その対応する実行優先度に従って完了されることを可能とするように調整されることを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 上記パフォーマンスリソースは、タスクごとのベースに対して調整されたことを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記各タスクは、上記タスクに対する上記実行優先度及び上記実行デッドラインを確立するために、スケジューラモジュールによって使用された関連したパフォーマンスプロファイルを有することを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記関連したパフォーマンスプロファイルは、少なくとも1つのパフォーマンスパラメータにおいて特定することを特徴とする請求項8記載の方法。
- 上記パフォーマンスパラメータは、上記タスクによって使用されるべき初期の最大及び/もしくは最小の量のバッファを特定するキャッシュ占有割当量であって、
上記キャッシュ占有割当量は、上記タスクの実行の間に動的に調整されたことを特徴とする請求項9記載の方法。 - 上記キャッシュ占有割当量は、上記タスクに対するプログレスエラーに基づいて動的に調整されたことを特徴とする請求項10記載の方法。
- 上記パフォーマンスパラメータは、上記タスクの実行に対する初期の帯域幅要件を特定し、
上記帯域幅要件は、上記タスクの実行の間に動的に調整されたことを特徴とする請求項10又は11記載の方法。 - 上記各タスクによって要求されたプロセッサクロックデマンドレートを決定するステップと、
すべてのタスクに対する上記決定されたプロセッサクロックデマンドレートに基づいて、アグリゲートクロックデマンドレートを計算するステップとをさらに含み、
上記プロセッサシステムクロックレートは、上記アグリゲートクロックデマンドレートを収容するように調整されたことを特徴とする請求項1から12のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 上記プロセッサシステムクロックレートは、上記アグリゲートクロックデマンドレートにオーバヘッドデマンドレートを加算するように調整されたことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 上記プロセッサクロックデマンドレートを決定するステップは、時間間隔内に分割された上記タスクの完了のために期待された実行時間を用いた、現在のプロセッサシステムクロックレートの積であることを特徴とする請求項13又は14記載の方法。
- 上記各タスクに対する上記プロセッサクロックデマンドレートは、上記タスクの上記パフォーマンスに影響を及ぼすプログレスエラーに基づいて更新され、
上記アグリゲートクロックデマンドレートは、上記各タスクに対して上記更新されたプロセッサクロックデマンドレートに基づいて更新されたことを特徴とする請求項13から15のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 上記各タスクに対する上記プロセッサクロックデマンドレートもしくは上記アグリゲートクロックデマンドレートの更新は、急速なレート変化を弱めるかもしくは強めるために少なくとも1つの適応関数を使用することを特徴とする請求項16記載の方法。
- 上記各タスクに対する上記プロセッサクロックレートは、上記タスクが実行できる状態であるときに上記アグリゲートクロックデマンドレートに加算されることを特徴とする請求項13から17のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記アグリゲートクロックデマンドレートは、ときには上記プロセッサシステムクロックレートが上記アグリゲートクロックデマンドレートよりも高く、それ以外のときには上記プロセッサシステムクロックレートが上記アグリゲートクロックデマンドレートよりも低くなるように、ある期間にわたって計算されたことを特徴とする請求項13から18のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記プロセッサシステムは、少なくとも2つのプロセッサを含み、
上記アグリゲートクロックデマンドレートは、上記少なくとも2つのプロセッサのそれぞれに対して決定され、上記対応するプロセッサを使用して実行するタスクに対する上記プロセッサデマンドレートに基づき、
上記少なくとも2つのプロセッサのそれぞれに対する上記クロックレートが別々に及びそれ相応に調整されたことを特徴とする請求項13から19のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 上記各タスクは物理メモリに割り当てられ、
上記方法はさらに、
少なくとも1つのタスクが、少なくとも1つの仮想メモリアドレス空間を利用できるようにするステップを含み、
上記少なくとも1つの仮想メモリアドレス空間は、上記物理メモリの少なくとも1つの部分にマッピングされたことを特徴とする請求項1から20のうちのいずれか1つに記載の方法。 - プロセッサシステムによって複数のタスクの実行を監視して上記各タスクに対して少なくとも1つの監視された値を決定するステップを含む方法であって、
上記少なくとも1つの監視された値は、上記プロセッサシステムによって、上記対応するタスクのパフォーマンスに影響を及ぼす少なくとも1つのファクタを特徴付け、
上記各タスクは少なくとも1つのパフォーマンスパラメータを特定する関連したタスクパフォーマンスプロファイルを有し、
上記方法は、
上記各タスクに対して、上記対応する監視された値を、上記関連したタスクパフォーマンスプロファイルにおいて特定された上記対応する少なくとも1つのパフォーマンスパラメータと比較するステップと、
上記比較に基づいた上記各タスクに対して、上記タスクの実行のために利用されたパフォーマンスリソースが調整されるべきかどうか、もしくは上記タスクの実行のために利用されたパフォーマンスリソースが維持されるべきであるかどうかを決定するステップと、
そのようなタスクに対して割り当てられたパフォーマンスリソースが調整されるべきであることが決定された各タスクに対してプロセッサクロックレートを修正することによって、及び上記タスクに対して割り当てられたパフォーマンスリソースが維持されるべきであることが決定された各タスクに対してパフォーマンスリソースを維持することによって、上記パフォーマンスリソースを調整するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 上記監視された値は、上記タスクによって完了された作業量を特徴付けることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 上記タスクによって完了された作業量は、上記タスクを実行するときに転送されたデータ量と、上記タスクを実行するときに完了されたプロセッサ命令の数、プロセッササイクル、及び実行時間のうちの少なくとも1つから得られたことを特徴とする請求項23記載の方法。
- 上記各タスクに対して、上記タスクに対する現在のプログラムステートを決定するステップをさらに含み、
上記関連したタスクパフォーマンスプロファイルは、異なるパフォーマンスパラメータを有する2つもしくはそれ以上のプログラムステートを特定し、
上記監視された値は、上記現在のプログラムステートに対する上記パフォーマンスパラメータと比較されたことを特徴とする請求項22から24のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 対応するパフォーマンスパラメータが変更されるように、実行されているタスクの少なくとも1つのパフォーマンスプロファイルを修正するステップをさらに含み、
上記監視された値は、上記変更されたパフォーマンスパラメータと比較されたことを特徴とする請求項22から25のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 上記各タスクによって要求されたプロセッサクロックデマンドレートを決定するステップと、
すべてのタスクに対して、上記決定されたプロセッサクロックデマンドレートに基づいて、アグリゲートクロックデマンドレートを計算するステップと、
プロセッサシステムクロックを調整して上記アグリゲートクロックデマンドレートを収容するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項22から26のうちのいずれか1つに記載の方法。 - 期待された及び完了された作業レートと少なくとも1つのプログレス制限レートとの間の差に基づいて、特定のタスクによって要求されたプロセッサクロックデマンドレートを動的に調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項27記載の方法。
- 上記各タスクによって要求された上記プロセッサクロックデマンドレートは、上記対応するタスクの完了の期待された時間に基づいたことを特徴とする請求項28記載の方法。
- 上記プロセッサシステムクロックレートを、上記タスクの完了の期待された時間に影響を及ぼさないレベルまで減少させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項29記載の方法。
- スリープもしくはアイドルのいずれか一方における上記プロセッサシステムクロックレートを、上記アグリゲートクロックデマンドがゼロよりも大きい時間まで減少させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項28から30のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記プロセッサシステムクロックレートは、ある期間中の平均プロセッサシステムクロックレートが上記アグリゲートクロックデマンドレートよりも大きいかもしくは等しいという条件で、上記期間中において、上記アグリゲートクロックデマンドレートの上下に変動することを特徴とする請求項28から31のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記パフォーマンスプロファイルはさらに、タスクが利用することができる、キャッシュ及び/もしくはバッファの量に影響を及ぼす占有割当量を特定することを特徴とする請求項22から32のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 上記占有割当量は、期待されたもしくは完了された作業レートと少なくとも1つのプログレス制限レートとの間の差に基づいて動的に調整されたことを請求項33記載の方法。
- 上記各タスクのパフォーマンス要件が満たされるように、上記プロセッサシステムの入力/出力サブシステムによる帯域幅の利用が制御されたことを特徴とする請求項22から34のうちのいずれか1つに記載の方法。
- 利用された帯域幅の量は、期待された及び完了された作業レートと少なくとも1つのプログレス制限レートとの間の差に基づいて動的に調整されたことを特徴とする請求項35記載の方法。
- 少なくとも1つのプロセッサと、
複数のバッファと、
上記少なくとも1つのプロセッサによって実行されるべき複数のタスクをスケジューリングするためのスケジューラモジュールと、
上記複数のタスクの実行を監視して追加的な処理リソースを要求するタスクを識別するためのメータリングモジュールと、
タスクを実行するときに上記少なくとも1つのプロセッサのクロックレートを選択的に調整するための適応クロックマネージャモジュールと、
タスクによって利用されるべきキャッシュ及び/もしくはバッファの最大量を選択的に調整するためのキャッシュ占有マネージャモジュールと、
タスクによって利用されるべき入力/出力(I/O)帯域幅の最大量を選択的に調整するための入力/出力帯域幅マネージャモジュールとを備えたことを特徴とするプロセッサシステム。
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