JPH0462644A - 並列計算機における稼働率の測定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複数のプロセッサが接続されて成る並列計
算機において、各プロセッサの稼働率を測定する方式に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の方式としては例えば、論文誌ＩＥＥＥ　
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ
、ｐａｇｅｓ　　１，０９８−１．１０９．　Ｖｏｌ、
３８．　Ｎｏ、８．　　Ａｕｇｕｓｔ　１９８９に、に
０Ｍ。

Ｂａｕｍｇａｒｔｎｅｒ及び口、す、ｖａｈらによって
発表された論文”ＧＡＭＭＯＮ：　Ａ　Ｌｏａｄ　Ｂａ
ｌａｎｃｉｎｇ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｆｏｒＬｏｃａｌ
　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　Ｍｕ
ｌｔｘａｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ”に示されたもの
があった。

第７図はこのような従来の並列計算機の稼働率の測定を
行う方式を実行するシステムの構成を示すブロック図で
あり、図１３おいて、（１８）〜（２１）はプロセッサ
（ｃｐｕｉ〜ＣＰＵ４）、（２２）〜（２５）は実行可
能なジョブのキュー（待ち行列）、（２６）〜（２９）
は実行中のジョブの環境、（３０）〜（４３）は実行可
能なジョブ、（４４）は各ＣＰＵＩ　（１８）〜４（２
１）を接続するネットワークである。

このような構成のシステムにおいては、ジョブ・キュー
（２２）〜（２５）の長さ、すなわちジョブ・キューの
中にジョブが幾つあるかで、そのＣＩ’Ｕの忙しさの８
Ｉす定が行われる。キューの長さが長いプロセッサは、
ジョブ数が多くて忙しく、キューの長さが短いプロセッ
サはジョブ数が少なくて暇であることを示している。第
７図の状態においては、５個の実行待ちのジョブ（３９
）〜（４３）を持ったＣＰＵ４　（２１）が最も忙しく
、実行待ちのジョブのないＣＰＵ３　（２０）が最も暇
であるとすることができる。各プロセッサの忙しさを上
記のような方法で計測する場合、各プロセッサの稼働率
は、指定されたジョブが動作する間、あるいは指定した
ある一定の時間間隔で、オペレーティング・システムに
よって記録されていた忙しさの情報を平均することによ
り得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の並列計算機の稼働率の測定方式に
おいては、各プロセッサのジョブ・キューの長さをある
時間間隔（Ｏより大きい任意の間隔）で平均することに
より稼働率の計測を行っている。しかし、この方式では
、各々のジョブの実行時間が異なっている場合、全体の
稼働時間が（ジョブの数）×（ジョブ−っ当たりの実行
時間）という式では算出できないため、ある時点でキュ
ーに入っているジョブの個数が分かっていても、単純に
それらのジョブ全ての終了にかかる時間が算出できない
。すなわち、ある単位時間内に実際にそのプロセッサの
ＣＰＵが動いていた時間を正確に計測することができな
い、という問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、並列計算機の各プロセッサの稼働率を正確に
測定することができる方式を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る並列計算機の稼働率の測定方式は、複数
のプロセッサが接続され、各プロセッサに優先度別に複
数のジョブ・キューが存在する並列計算機で、各プロセ
ッサの稼働率を測定する方式であって、各プロセッサの
遊休している時間を最低優先度と最高優先度を利用して
計測する遊休時間計測手段を備え、各プロセッサの稼働
率を、任意に定めた測定時間間隔のうち各プロセッサが
遊休していた時間から算出するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、優先度制御を用いて各プロセッサ
の遊休時間が正確に計測できる点に着目し、最低優先度
と最高優先度を用いて各プロセッサの遊休時間を計測し
て、任意の測定時間間隔における各プロセッサの遊休時
間から各プロセッサの稼働率を算出するので、それぞれ
の稼働率を正確に測定することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図〜第６図は実施例のプロセッサにおけるジョブの
実行を示す図であり、（１）は任意のＣＰＵを示してい
る。各プロセッサの内部には実行可能なジョブのキュー
が３本ずつあり、（２）は最高優先度のジョブ・キュー
、（３）は中程度の優先度のジョブ・キュー、（４）は
最低優先度のジョブ・キューを示している。また、（５
）は実行中のジョブの環境、（６）〜（１０）。

（１３）〜（１６）は中程度の優先度のジョブ、（１１
）、（１７）は最低優先度のジョブ（アイドル・ジョブ
）、（１２）は最高優先度のジョブ（カウンタ・ジョブ
）を示している。ここで、上記アイドル・ジョブ（１１
）、（１７）とカウンタ・ジョブ（１２）はそれぞれ本
願の遊休時間計測手段を構成するものであり、アイドル
・ジョブ（１１）、（１７）は−回の実行時間が例えば
１ミリ秒と規定されている。

上記第１図〜第６図は任意の一つのプロセッサの状態遷
移を順に示したものであり、以下、これらの図を参照し
て本実施例の動作について説明する。

第１図に示したジョブ（６）〜（１０）が全て実行され
、新たな中程度の優先度のジョブ（１３）〜（１６）が
ジョブ・キュー（３）に入るまでの間、実行できるジョ
ブはジョブ・キュー（４）のアイドル・ジョブ（１１）
のみになる（第２図）、そこでアイドル・ジョブ（１１
）は実行される（第３図）。アイドル・ジョブ（１１）
は、次に中程度の優先度のジョブが無くなった時のため
に、アイドル・ジョブ（１７）を最低優先度のジョブ・
キュー（４）に入れ、さらに、実行されたことを最高優
先度のカウンタ・ジョブ（１２）に申告し、その申告に
より最高優先度のカウンタ・ジ９ブ（１２）は実行可能
なジョブの一つとなって、最高優先度のジョブ・キュー
（２）に入る（第４図）。最高優先度のカウンタ・ジョ
ブ（１２）は、他の優先度のジョブに優先して実行され
る（第５図）。カウンタ・ジョブ（１２）の実行内容は
、アイドル・ジョブの実行回数をカウントしておくこと
のみであり、この動作は、計測を行う遊休時間に比べ十
分小さい、カウンタ・ジョブ（１２）はカウントアツプ
を行った後、次のアイドル・ジョブ（１７）の申告を受
けるまでは待ち状態となり、ジョブ・キューからはずれ
るため、中程度の優先度のジョブ（１３）〜（１６）が
順次実行される（第６図）。以上の処理の繰り返しによ
り、中程度の優先度の実行可能なジョブが無くなる度に
アイドル・ジョブは動作し、その動作回数に１ミリ秒を
乗じることにより、プロセッサがアイドルしている遊休
時間を得ることができる。稼働率を計算する動作は、タ
イマ・ジョブと呼ぶ最高優先度のジョブが、任意に設定
された測定時間間隔が経過することにより実行可能なジ
ョブとなり、ジョブ・キュー（２）に入って実行され、
測定時間間隔が経過したことをカウンタ・ジョブ（１２
）に教えることによりカウンタ・ジョブ（１２）を実行
可能状態とし、その間にカウンタ・ジョブ（１２）が計
測していた遊休時間から稼働率を計算することにより行
われる。

すなわち、本方式では、十分に短い実行時間間隔（例え
ば１ミリ秒）に規定された最低優先度の無限にループし
ているアイドル・ジョブと、このアイドル・ジョブが何
回ループしたかを当該ジョブの申告によりカウントする
最高優先度のカウンタ・ジョブとを、予め各プロセッサ
に置いておき、最低優先度より高く、かつ最高優先度よ
り低い優先度を持つジョブがプロセッサ上に存在する間
は、プロセッサは稼働中であるとする。プロセッサ上で
、中程度の優先度を持つジョブがジョブ・キューに一つ
もなくなると、アイドル・ジョブが動作する。アイドル
・ジョブは１回ループする度に最高優先度のカウンタ・
ジョブ（アイドル・ジョブの申告を受けるまでは、待ち
状態になっている）に動作したことを申告し、カウンタ
・ジョブがその回数を加算しておく。従って、最低優先
度のアイドル・ジョブが動作した回数は、カウンタ・ジ
ョブに保持されている。そして、タイマ・ジョブと呼ば
れる。任意に設定された時間間隔で実行される最高優先
度のジョブがカウンタ・ジョブに計測間隔が経過したこ
とを知らせることにより、カウンタ・ジョブは、この回
数から最低優先度のアイドル・ジョブが動作した時間（
＝プロセッサの遊休時間）を求め、任意の時間間隔中に
プロセッサが遊休していた時間が求められることにより
、以下の計算式に基づいて任意の時間間隔中の稼働率を
得ることができる。

稼働率（％）＝（測定時間間隔−測定時間間隔中の遊休
時間）÷測定時間間隔Ｘ　１００ 上記の計算式に基づき、各プロセッサの稼働率が算出さ
れる。例えば、測定時間間隔（測定者により任意に設定
可能だが、ここでは２秒とする）の間にカウンタ・ジョ
ブに記録されているアイドル・ジョブのループした回数
が１０００回であるとすると、２秒間のうちでプロセッ
サが遊休していた時間は１ミリ秒Ｘ　１０００＝　１秒
となり、その２秒間の当該プロセッサの稼働率は（２秒
−１秒）÷２秒Ｘ１００＝５０％と算出され、並列計算
機の全てのプロセッサに対してこの集計を行うことで、
並列計算機の稼働率の測定を行うことができる。

このように計測された稼働率は従来の方式に比べ正確で
、即時性があり、並列に動作する全てのプロセッサの稼
働率をリアルタイムでデイスプレィに表示することなど
ができる。また、各プロセッサの稼働率の測定および算
出がプロセッサの内部で独立して行えるため、並列計算
機のプロセッサ台数の増減に対する柔軟性がある。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、任意の測定時間間隔
中に各プロセッサが遊休していた時間を正確に求めるこ
とができるため、各プロセッサの稼働率を正確に測定で
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるプロセッサの稼働
率測定方式を説明するための中程度の優先度のジョブの
実行、すなわちプロセッサが稼働している状態を示すブ
ロック図、第２図はこの実施例において中程度の優先度
のジョブが実行されて無くなったことを示すブロック図
、第３図はプロセッサが遊休状態となり、アイドル・ジ
ョブが実行されることを示すブロック図、第４図はアイ
ドル°ジョブの実行により、その申告を受けた最高優先
度のカウンタ・ジョブと新たなアイドル・ジョブがジョ
ブ・キューに追加されたことを示すブロック図、第５図
は最高優先度のカウンタ・ジョブが中程度の優先度のジ
ョブに優先して実行されることを示すブロック図、第６
図は再び中程度の優先度のジョブが実行されるプロセッ
サが稼働している状態を示すブロック図、第７図は従来
のプロセッサの稼働率を測定する方式を説明するための
ブロック図である。 （１）・・・ＣＰＵ　（プロセッサ）、（２）・・・最
高優先度のジョブ・キュー　（３）・・・中程度の優先
度のジョブ・キュー　（４）・・・最低優先度のジョブ
・キュー　（５）・・・実行中のジョブの環境、（６）
〜（１０）、（１３）〜（１６）・・・中程度の優先度
のジョブ、（１１）、、（１７）・・・最低優先度のア
イドル・ジョブ（遊休時間計測手段）、（１２）・・・
最高優先度のカウンタ・ジョブ（遊休時間計測手段）。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　工業技術院長　　杉　浦　　賢１　；　Ｃ
ＰＵ ２：（占（瀝タノミのヅヨ７゛・干ニー３；甲猛飽優痩
レヅヨ１−＋−Ｌ− １１：　　アイＦ゛ル−５；３７” １２；カウノク・ヅヨ７゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のプロセッサが接続され、各プロセッサに優先度別
   に複数のジョブ・キューが存在する並列計算機で、各プ
   ロセッサの稼働率を測定する方式であって、各プロセッ
   サの遊休している時間を最低優先度と最高優先度を利用
   して計測する遊休時間計測手段を備え、各プロセッサの
   稼働率を、任意に定めた測定時間間隔のうち各プロセッ
   サが遊休していた時間から算出するようにしたことを特
   徴とする並列計算機における稼働率の測定方式。