JP7307311B2 - 情報処理装置およびタスク管理プログラム - Google Patents
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Description
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る情報処理装置の構成例および処理例を示す図である。図1に示す情報処理装置1は、処理部2a~2cを有する。処理部2a~2cは、例えば、マルチプロセッサシステムに含まれるプロセッサ、あるいはマルチコアプロセッサに含まれるプロセッサコアである。
次に、図1に示した情報処理装置1の例としてストレージ制御装置が適用されたストレージシステムについて説明する。
RAM102は、ストレージ制御装置100の主記憶装置として使用される。RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。
次に、コアに対するタスク分配制御について説明する。なお、これ以後、例としてストレージ制御装置100の処理について説明するが、ストレージ制御装置200でも同様の処理が実行される。
スケジューラは、N個のタスクの分配が完了した後、次の新たなタスクが発生したタイミングで、コア#1~#N(コア108_1~108_N)のそれぞれから現時点での処理能力を収集する。スケジューラは、PeerProcessingCapa[i,*]の各要素に対して、対応するコアから収集された処理能力の数値を格納する。ここで、角括弧内の*は、数値を特定しないことを示す。PeerProcessingCapa[i,*]は、行列PeerProcessingCapaにおけるi番目の行を示し、これはコア#iがタスク分配制御のために利用する処理能力配列に相当する。
pj=PeerProcessingCapa[i,j]/ν ・・・(2)
次に、式(2)に基づいて、コア#1、#2、#3に対するタスク分配数S1,S2,S3が、それぞれ次の式(3-1),(3-2),(3-3)によって算出される。
S1=Round(K×p1) ・・・(3-1)
S2=Round(K×(p1+p2))-S1 ・・・(3-2)
S3=Round(K×(p1+p2+p3))-(S1+S2) ・・・(3-3)
式(2),(3-1),(3-2),(3-3)をまとめると、コア#jに対するタスク分配数Sjは、次の式(4)によって算出される。なお、ROUND(X)は、Xの小数点以下を切り捨てた値を示す。
[ステップS14]変数jがKに達した場合、処理はステップS15に進められる。この状態では、Rand[i,*](乱数テーブル134におけるi番目の行)には、1からMまでの整数が順番に配列されている。
図9は、タスク実行制御処理を示すフローチャートの例である。この図9の処理は、コア#1~#N(コア108_1~108_N)にそれぞれ対応するスケジューラ120_1,120_2,120_3,・・・が、それぞれ独立して実行する。ここでは例として、i番目のコア#i(コア108_i)に対応するスケジューラ120_iの処理について説明する。
[ステップS23]スケジューラ120_iは、取り出したタスクを実行する。これにより、I/O制御部110の断片的な処理がコア#iによって実行される。
[ステップS33]スケジューラ120_iは、変数jの値を1からNまで1ずつ増加させながら、ステップS36までの処理を繰り返し実行する。なお、変数jは、Rand[M,K]における列番号を示す。
[ステップS35]スケジューラ120_iは、PeerProcessingCapa[i,j](行例PeerProcessingCapaにおけるi行j列の要素)に、ステップS34で取得した処理能力の値を設定する。
[ステップS38]スケジューラ120_iは、乱数計算によりM以下の整数を算出し、この値を変数mに決定する。
[ステップS41]スケジューラ120_iは、Rand[m,h](乱数テーブル134におけるm行h列の数値)を読み出し、変数cに読み出した値を設定する。
[ステップS44]スケジューラ120_iは、変数hを1だけ増加させる。
[ステップS51]スケジューラ120_iは、図10のステップS34にてコア#1~コア#Nから取得した処理能力の合計値ν(PeerProcessingCapa[i,*]の各要素の合計値)を、前述の式(1)によって算出する。
[ステップS53]スケジューラ120_iは、変数jの値を1からNまで1ずつ増加させながら、ステップS60までの処理を繰り返し実行する。なお、変数jは、PeerProcessingCapa[i,*]における列番号を示す。
x=ROUND(p_sum*K/ν)-s_sum ・・・(5)
[ステップS56]スケジューラ120_iは、変数yの値を1からxまで1ずつ増加させながら、ステップS59までの処理を繰り返し実行する。なお、変数yは、ループの実行回数を制御するために用いられる。
[ステップS58]スケジューラ120_iは、PeerSelector[i,s_sum](行列PeerSelectorにおけるi行s_sum列の要素)に、変数jを設定する。
[ステップS60]変数jがNに達した場合、PeerSelector[i,*]の全要素に対するコア番号の設定処理が完了し、図12の処理が終了される。
第2の実施の形態では、図10のステップS38において乱数計算によってM以下のランダムな変数mが生成されていた。そして、図11のステップS41~S43において、乱数テーブル134の中から第m行の乱数列が選択され、選択された乱数列の先頭から1つずつ数値が読み込まれることで、タスクの分配先が決定されていた。これに対して、変形例1では、乱数計算によってK以下のランダムな変数nがさらに生成される。そして、乱数テーブル134の中から第m行の乱数列が選択され、選択された乱数列のうち第n列の数値を先頭として乱数列から数値が巡回的に読み込まれることで、タスクの分配先が決定される。
変形例2では、M以下のランダムな数値として、1つの変数mでなく、2つの変数m1,m2が乱数計算によって生成される。そして、乱数テーブル134の中から第m1行の乱数列が選択された後、その乱数列から数値を読み込む際の先頭の列数が、第m2行の乱数列を用いて決定される。
ストレージ制御のための処理(I/O制御部110の処理)には、例えば、即時の応答性能が求められる処理や、複数のコアを同時に使用した並列処理が必要な処理、無限ループなどの処理の異常の影響を限定したい処理がある。こういった処理は、他の種別の処理とは別の専用のコアを用いて実行されることが望ましい。
ストレージ制御装置100では、I/O処理対象のデータが一定長のデータユニットに分割されて取り扱われる。このデータユニットは、重複排除の単位にもなる。I/O制御部110のI/O処理部114は、重複排除されたデータユニットをストレージ300に書き込む前に、データユニットをストレージ制御装置100内の一定サイズのバッファに一時的に追記して蓄積する。そして、I/O処理部114は、バッファに複数のデータユニットが蓄積されてそれ以上データユニットを追記できない状態になると、バッファ内の複数のデータユニットをまとめてストレージ300に書き込む。このようなログ構造化データを用いて書き込みが制御されることで、ストレージ300に対する書き込み回数を削減できる。例えば、ストレージ300の記憶装置としてSSDが用いられた場合、SSDへの書き込み回数を削減することで、SSDに含まれるフラッシュメモリの寿命を延ばすことができる。
上記の変形例3では、専用機能を実現するコア集合と汎用機能を実現するコア集合のどちらにおいても、コア集合に含まれる各コアの処理能力に基づいてコア間の負荷が平準化されるようにコアの分配制御が行われた。しかし、専用機能を実現するコア集合では、単純にコア間でタスクが均等に分配されてもよい。これにより、コア集合におけるタスク分配制御のための処理負荷を軽減し、専用機能のためのタスクの実行性能を高めることができる。また、専用機能のためのタスクは特定の種別に属するため、各タスクの処理内容が近いものが多く、コア間での負荷バランスが均衡しやすい。このため、コア間でタスクを均等に分配しても、コア間の負荷バランスが大きく崩れる可能性は低い。
[ステップS82]スケジューラは、CoreSet12[c1](CoreSet12における第c1列の数値)を読み出し、変数r1に読み出した値を設定する。
なお、変形例4ではさらに、図18に示したステップS47の代わりに、図20の処理を機能F3について適用した処理が実行される。この処理では、ステップS81でN3以下の変数c1が決定され、ステップS82でCoreSet13[c1]が変数r1に設定され、ステップS83でコア集合#3に属するコア#C3r1に対応するタスクプールにタスクが追加される。
図20に示した変形例4の処理では、機能F2に対応するタスクが発生するたびに乱数計算(変数c1の計算)が行われていた。これに対して、変形例5では、機能F2(および機能F3)に対応するタスクの分配先を決定する際にも乱数テーブル134を用いることで、乱数計算の実行回数を減少させ、タスク分配制御の処理負荷を軽減する。
[ステップS93]スケジューラは、乱数計算によりM以下の整数を算出し、この値を変数m3に決定する。
c1=1+((ofs+Rand[m3,h1])%N2) ・・・(6)
[ステップS96]スケジューラは、CoreSet12[c1](CoreSet12における第c1列の数値)を読み出し、変数r1に読み出した値を設定する。
[ステップS98]スケジューラは、変数h1を1だけ増加させる。
また、変形例5ではさらに、図18に示したステップS47の代わりに、図21の処理を機能F3について適用した処理が実行される。この処理では、ステップS95でN3以下の変数c1が決定され、ステップS96でCoreSet13[c1]が変数r1に設定され、ステップS97でコア集合#3に属するコア#C3r1に対応するタスクプールにタスクが追加される。
(付記1) 複数の処理部を有する情報処理装置であって、
前記複数の処理部の処理能力を収集し、所定数のタスクを、収集された前記処理能力の比率に応じた分配確率で前記複数の処理部に分配するタスク分配処理を、前記複数の処理部のそれぞれが独立して実行する、
情報処理装置。
前記タスク分配処理は、さらに、前記複数の乱数列に含まれる乱数列の数以下の値を有する第1の数値をランダムに生成し、前記複数の乱数列から前記第1の数値が示す乱数列を選択する処理を含み、
前記分配では、前記選択された乱数列を用いて前記所定数のタスクを分配する、
付記1記載の情報処理装置。
前記分配では、前記所定数のタスクのそれぞれが発生するたびに、前記選択された乱数列から1つずつ数値を選択し、前記数列に含まれる前記識別番号のうち、前記選択された数値が示す要素として含まれる前記識別番号を読み出し、前記複数の処理部のうち、読み出された前記識別番号に対応する処理部に対して発生したタスクを分配する、
付記2記載の情報処理装置。
前記選択された乱数列からの数値の選択では、前記第2の数値に基づいて決定される要素を先頭にして、前記選択された乱数列から数値を巡回的に選択する、
付記3記載の情報処理装置。
複数組の前記複数の処理部に含まれるそれぞれの処理部において、
前記複数の処理部のそれぞれについての前記タスク分配処理が実行され、
タスクが発生するたびに発生したタスクのタスク種別が判別され、発生したタスクの分配先が、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部についての前記タスク分配処理によって決定される、
付記1乃至4のいずれか1つに記載の情報処理装置。
複数組の前記複数の処理部に含まれるそれぞれの処理部において、
前記第1グループに含まれる前記複数の処理部のそれぞれについての前記タスク分配処理が実行され、
タスクが発生するたびに発生したタスクのタスク種別が判別され、前記第1グループに含まれる前記複数の処理部に対応するタスク種別のタスクの分配先が、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部についての前記タスク分配処理によって決定され、前記第2グループに含まれる前記複数の処理部に対応するタスク種別のタスクが、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部に対してランダムに分配される、
付記1乃至4のいずれか1つに記載の情報処理装置。
前記コンピュータが備える複数の処理部の処理能力を収集し、所定数のタスクを、収集された前記処理能力の比率に応じた分配確率で前記複数の処理部に分配するタスク分配処理を、前記複数の処理部のそれぞれが独立して実行する、
処理を実行させるタスク管理プログラム。
前記タスク分配処理は、さらに、前記複数の乱数列に含まれる乱数列の数以下の値を有する第1の数値をランダムに生成し、前記複数の乱数列から前記第1の数値が示す乱数列を選択する処理を含み、
前記分配では、前記選択された乱数列を用いて前記所定数のタスクを分配する、
付記7記載のタスク管理プログラム。
前記分配では、前記所定数のタスクのそれぞれが発生するたびに、前記選択された乱数列から1つずつ数値を選択し、前記数列に含まれる前記識別番号のうち、前記選択された数値が示す要素として含まれる前記識別番号を読み出し、前記複数の処理部のうち、読み出された前記識別番号に対応する処理部に対して発生したタスクを分配する、
付記8記載のタスク管理プログラム。
前記選択された乱数列からの数値の選択では、前記第2の数値に基づいて決定される要素を先頭にして、前記選択された乱数列から数値を巡回的に選択する、
付記9記載のタスク管理プログラム。
複数組の前記複数の処理部に含まれるそれぞれの処理部において、
前記複数の処理部のそれぞれについての前記タスク分配処理が実行され、
タスクが発生するたびに発生したタスクのタスク種別が判別され、発生したタスクの分配先が、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部についての前記タスク分配処理によって決定される、
付記7乃至10のいずれか1つに記載のタスク管理プログラム。
複数組の前記複数の処理部に含まれるそれぞれの処理部において、
前記第1グループに含まれる前記複数の処理部のそれぞれについての前記タスク分配処理が実行され、
タスクが発生するたびに発生したタスクのタスク種別が判別され、前記第1グループに含まれる前記複数の処理部に対応するタスク種別のタスクの分配先が、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部についての前記タスク分配処理によって決定され、前記第2グループに含まれる前記複数の処理部に対応するタスク種別のタスクが、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部に対してランダムに分配される、
付記7乃至10のいずれか1つに記載のタスク管理プログラム。
2a~2c 処理部
S1~S6 ステップ
Claims (6)
- 複数の処理部と、所定数の要素をそれぞれ有する複数の乱数列を記憶する記憶部とを有する情報処理装置であって、
前記複数の乱数列に含まれる乱数列の数以下の値を有する第1の数値をランダムに生成し、前記複数の乱数列から前記第1の数値が示す乱数列を選択し、前記複数の処理部の処理能力を収集し、前記所定数のタスクを、収集された前記処理能力の比率に応じた分配確率で、前記選択された乱数列を用いて前記複数の処理部に分配するタスク分配処理を、前記複数の処理部のそれぞれが独立して実行する、
情報処理装置。 - 前記タスク分配処理は、さらに、前記所定数の要素を有する数列であって、前記複数の処理部のそれぞれを示す識別番号を前記比率に応じた数だけ含む前記数列を生成する処理を含み、
前記分配では、前記所定数のタスクのそれぞれが発生するたびに、前記選択された乱数列から1つずつ数値を選択し、前記数列に含まれる前記識別番号のうち、前記選択された数値が示す要素として含まれる前記識別番号を読み出し、前記複数の処理部のうち、読み出された前記識別番号に対応する処理部に対して発生したタスクを分配する、
請求項1記載の情報処理装置。 - 前記タスク分配処理は、さらに、前記複数の乱数列に含まれる乱数列の数以下の値を有する第2の数値をランダムに生成する処理を含み、
前記選択された乱数列からの数値の選択では、前記第2の数値に基づいて決定される要素を先頭にして、前記選択された乱数列から数値を巡回的に選択する、
請求項2記載の情報処理装置。 - 前記情報処理装置は、それぞれ個別のタスク種別に関連付けられた前記複数の処理部を複数組有し、
複数組の前記複数の処理部に含まれるそれぞれの処理部において、
前記複数の処理部のそれぞれについての前記タスク分配処理が実行され、
タスクが発生するたびに発生したタスクのタスク種別が判別され、発生したタスクの分配先が、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部についての前記タスク分配処理によって決定される、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記情報処理装置は、それぞれ個別のタスク種別に関連付けられ、かつ、第1グループと第2グループのいずれかに分類される前記複数の処理部を、複数組有し、
複数組の前記複数の処理部に含まれるそれぞれの処理部において、
前記第1グループに含まれる前記複数の処理部のそれぞれについての前記タスク分配処理が実行され、
タスクが発生するたびに発生したタスクのタスク種別が判別され、前記第1グループに含まれる前記複数の処理部に対応するタスク種別のタスクの分配先が、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部についての前記タスク分配処理によって決定され、前記第2グループに含まれる前記複数の処理部に対応するタスク種別のタスクが、判別されたタスク種別に対応する前記複数の処理部に対してランダムに分配される、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - コンピュータに、
所定数の要素をそれぞれ有する複数の乱数列を記憶する、前記コンピュータが備える記憶部を参照して、前記複数の乱数列に含まれる乱数列の数以下の値を有する第1の数値をランダムに生成し、前記複数の乱数列から前記第1の数値が示す乱数列を選択し、前記コンピュータが備える複数の処理部の処理能力を収集し、前記所定数のタスクを、収集された前記処理能力の比率に応じた分配確率で、前記選択された乱数列を用いて前記複数の処理部に分配するタスク分配処理を、前記複数の処理部のそれぞれが独立して実行する、
処理を実行させるタスク管理プログラム。
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