JPH11102349A - メモリ共有型マルチプロセッサシステムの負荷制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】データベース処理またはバッヂ処理と、オンラ
イン処理を同時実行した場合、運用時間帯によってデー
タベース処理またはバッヂ処理が大量のＣＰＵ資源を消
費しオンライン処理に影響を与えることを防ぐ負荷分散
制御方式の提供。 【解決手段】ソフトウェアの処理単位であるプロセスに
ついて全てのＣＰＵグループで実行可能なグローバルプ
ロセスと、指定された一つのＣＰＵグループのみで実行
可能なローカルプロセスの２種類のプロセスタイプを有
し、ＣＰＵについてローカルプロセスのみ実行可能なＤ
Ｂ＿ＣＰＵ、グローバルプロセスのみ実行可能なＬＮ＿
Ｇ＿ＣＰＵ、及び双方のプロセスが実行可能なＬＥ＿Ｇ
＿ＣＰＵの３種類のＣＰＵタイプを有し、ＣＰＵタイプ
をソフトウェアで任意のタイプに変更可能とするソフト
ウェア命令を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメモリ共有型マルチ
プロセッサコンピュータシステムに関し、特にオンライ
ンジョブとバッチジョブを同時実行する場合の負荷制御
方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数台接続されたプロセッサが互いにメ
モリを共有する構成の従来のメモリ共有型のマルチプロ
セッサシステムにおいては、データベース処理またはバ
ッチ処理と、オンライン処理を同時実行した場合、運用
時間帯によってデータベース処理またはバッチ処理が大
量のＣＰＵタイムを消費し、その時のオンライン処理に
影響を与える、という問題を有している。

【０００３】また、データベース処理またはバッチ処理
用のＣＰＵとオンライン処理用のＣＰＵに予め分割して
運用した場合、適用時間帯で異なる各々の処理の負荷の
量により、システムの能力に無駄が生じる場合がある、
という問題を有している。すなわち、負荷の少ない処理
に対してもＣＰＵが必要以上に割り当てられるという状
態が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のメモリ共有型のマルチプロセッサシステムは、データ
ベース処理またはバッチ処理と、オンライン処理と、を
同時実行した場合、運用時間帯によって、データベース
処理またはバッチ処理が大量のＣＰＵタイムを消費し、
その時のオンライン処理に影響を与え、オンライン処理
の性能の低下を招くという問題点を有している。

【０００５】その理由は、従来のコンピュータシステム
では、データベース処理またはバッチ処理のプロセス
と、オンライン処理のプロセスを同等のプロセスとして
扱うため、一方の処理の負荷が大きくなると、他方の処
理の単位時間毎のＣＰＵ専用時間に影響を与えてしまう
ためである。

【０００６】また、データベース処理またはバッチ処理
の専用ＣＰＵとオンライン処理専用のＣＰＵに分割し運
用した場合、運用時間帯で異なる各々の処理の負荷の量
により、システムの能力に無駄が生じるという問題があ
る。

【０００７】その理由は、運用時間帯で異なる各々の処
理の負荷の量に応じて、処理させるＣＰＵの台数を可変
させる手段を具備していないためである。

【０００８】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的は、メモリ共有型マル
チプロセッサシステムにおいて、データベース処理また
はバッチ処理と、オンライン処理と、を同時実行した場
合にもデータベース処理またはバッチ処理が、その時の
オンライン処理に影響を与えることを回避するようにし
た負荷制御方式を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、メモリ共有型
マルチプロセッサシステムにおいて、データベース処理
またはバッチ処理用のＣＰＵと通常処理用のＣＰＵに分
割し運用した場合、ＣＰＵの処理の負荷の量により、動
的にＣＰＵの台数を可変可能とした負荷制御方式を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の負荷制御方式は、複数の演算プロセッサ（「Ｃ
ＰＵ」という）を備え、同一の２次キャッシュを共有す
る一又は複数の前記ＣＰＵで１つのＣＰＵグループを構
成し、該ＣＰＵグループを１又は複数備えたメモリ共有
型システムにおいて、ソフトウェアの処理単位であるプ
ロセスについて、全てのＣＰＵグループで実行可能なグ
ローバルプロセスと、ソフトウェアから指定された１つ
のＣＰＵグループのみで実行可能なローカルプロセスの
２種類のプロセスタイプを有し、ＣＰＵについて、ロー
カルプロセスのみ実行可能なタイプのＣＰＵ、グローバ
ルプロセスのみ実行可能なタイプのＣＰＵ、及び双方の
プロセスが実行可能なタイプのＣＰＵ、の計３種類のＣ
ＰＵタイプを有し、ＣＰＵタイプを変更するソフトウェ
ア命令を有する、ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の負荷制御方式は、その好ましい実
施の形態において、複数のＣＰＵを備え、同一の２次キ
ャッシュ（図２参照）を共有する一又は複数のＣＰＵで
一つのＣＰＵグループ（図１の１０１１〜１０１４）を
構成し、該ＣＰＵグループを一又は複数備えたメモリ共
有型マルチプロセッサシステムにおいて、ソフトウェア
の処理単位であるプロセスが、全てのＣＰＵグループで
実行可能なグローバルプロセス（図３参照）と、ソフト
ウェアから指定された一つのＣＰＵグループのみで実行
可能なローカルプロセス（図４参照）の２種類のプロセ
スタイプを有する。

【００１２】マルチプロセッサを構成する複数のＣＰＵ
は、そのＣＰＵタイプとして、ローカルプロセスのみ実
行可能なタイプのＣＰＵ（「ＤＢ＿ＣＰＵ」という）
と、グローバルプロセスのみ実行可能なタイプのＣＰＵ
（「ＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵ」という）と、及び、双方のプロ
セスが実行可能なタイプのＣＰＵ（「ＬＥ＿Ｇ＿ＣＰ
Ｕ」という）と、の３種類のＣＰＵタイプを有する。

【００１３】そして、前記各ＣＰＵは、ソフトウェア命
令によりそのＣＰＵタイプを可変に設定する。

【００１４】本発明の実施の形態においては、データベ
ース処理またはバッチ処理（ローカルプロセス）と、オ
ンライン処理（グルーバルプロセス）を同時実行した
際、運用時間帯によってローカルプロセスが大量のＣＰ
Ｕタイムを消費する場合にも、データベース処理または
バッチ処理が、その時のオンライン処理に影響を与える
ことを回避するよことができる。

【００１５】また本発明の実施の形態においては、ソフ
トウェアが処理毎に割り当てるＣＰＵ台数を任意に変更
することができるため、運用時間帯で処理毎に割り当て
るＣＰＵ台数をソフトウェアが制御することにより、シ
ステムの処理能力を最適化することができる。

【００１６】

【実施例】次に、上記した本発明の実施の形態について
更に詳細に説明すべく、本発明の一実施例について図面
を参照して説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例の構成を示す図
を示す。図１を参照すると、本発明の一実施例は、中央
処理装置１０は、複数のＣＰＵ１０２１〜１０２８を備
えており、これらのＣＰＵは、１または複数台毎に一グ
ループに分割され、複数のＣＰＵグループ１０１１〜１
０１４を構成している。また複数のＣＰＵグループ１０
１１〜１０１４にそれぞれ対応するレディキュー（ＲＤ
ＹＱ、実行待ち行列、すなわち、実行可の状態（Ｒｅａ
ｄｙ状態）のプロセスをキューイングするキュー（待ち
行列））１１０１〜１１０４を記憶するメモリ内ＲＤＹ
Ｑ情報部１１を有する。

【００１８】各ＣＰＵ１０２１〜１０２８は、ＣＰＵタ
イプとして、ＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵ１００１、ＬＥ＿Ｇ＿Ｃ
ＰＵ１００２、またはＤＢ＿ＣＰＵ１００３に設定され
る。これらＣＰＵタイプについては後述する。

【００１９】レディーキュー（ＲＤＹＱ）にはグローバ
ルプロセスのプロセスリンク（ＰＬ、Ｐrocess Ｌin
k）であるＧ＿ＰＬ１１１０〜１１１４またはローカル
プロセスのＰＬであるＬ＿ＰＬ１１１５〜１１１７が存
在する。

【００２０】まずＣＰＵグループについて説明する。上
記したように、ＣＰＵグループは、複数のＣＰＵを持つ
マルチプロセッサシステムにおいて、これらＣＰＵを１
または複数台単位に分割したＣＰＵのグループである。
ＣＰＵグループ（ＣＰＵＧ）はＣＰＵグループ毎に２次
キャッシュを持ち、この２次キャッシュを同一のＣＰＵ
グループに属するＣＰＵで共有する。図２に、ＣＰＵグ
ループの構成を模式的に示す。図２では、ＣＰＵグルー
プ２０００〜２００３はそれぞれ複数のＣＰＵで２次キ
ャッシュメモリを共有している。

【００２１】次にプロセスタイプについて説明する。ソ
フトウェアの処理単位であるプロセスについて、全ての
ＣＰＵグループで実行可能なグローバルプロセス（図３
参照）と、ソフトウェアで指定された１つのＣＰＵグル
ープのみで実行可能なローカルプロセス（図４参照）の
２種類のプロセスタイプを有する。図３を参照すると、
グローバルプロセス３０２０は全てのＣＰＵグループ３
０００〜３００３で実行可能であり、図４を参照する
と、ローカルプロセス４０２０〜４０２３は、各ＣＰＵ
グループ４０００〜４００３でのみ実行可能とされてい
る。

【００２２】次にレディーキュー（ＲＤＹＱ）について
説明する。各ＣＰＵグループ１１０１〜１０１４毎に対
応するレディーキュー（ＲＤＹＱ）１１０１〜１１０４
を記憶するメモリ内ＲＤＹＱ情報部１１を有する。

【００２３】レディーキュー（ＲＤＹＱ）とは、ＣＰＵ
（資源）が与えられたら直ちに実行できる状態にあるプ
ロセス、すなわち実行可能プロセスをリンクしている待
ち行列（Ｑｕｅｕｅ）である。

【００２４】プロセスは、実行可能状態に移入した際、
ＥＮＱ（エンキュー、ＥｎＱｕｅｕｅの略；Ｑｕｅｕｅ
に繋ぐこと）されるべきプロセスリンク（ＰＬ）に設定
され、実行優先順位（ＰＲＩ）とプロセス名（ＪＰ）を
持つ。

【００２５】プロセスが実行可能状態に移行した場合、
そのプロセスが保持するＣＰＵＧ番号で指定されたＣＰ
Ｕグループに対応するレディキュー（ＲＤＹＱ）へ実行
優先順位（ＰＲＩ）で指定された順にＥＮＱされる。

【００２６】その後、ディスパッチャ（ＯＳのプロセス
のスケジューラ等）が、レディーキュー（ＲＤＹＱ）か
らプロセスをＤＥＱ（デキュー、ＤｅＱｕｅｕｅ、すな
わちＱｕｅｕｅから外す）し、ＣＰＵ資源が割り当て該
プロセスを実行する。

【００２７】次にＣＰＵタイプについて説明する。

【００２８】ＣＰＵについて、ローカルプロセスのみ実
行可能なＤＢ＿ＣＰＵ、グローバルプロセスのみ実行可
能なＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵ、双方のプロセスが実行可能なＬ
Ｅ＿Ｇ＿ＣＰＵの３種類のＣＰＵタイプを定義する。

【００２９】ＣＰＵタイプがＤＢ＿ＣＰＵのＣＰＵは、
該ＣＰＵの属するＣＰＵグループに対応するレディーキ
ュー（ＲＤＹＱ）に存在するローカルプロセスを実行す
る。

【００３０】ＣＰＵタイプがＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵ
は、該ＣＰＵの属するＣＰＵグループに対応するレディ
ーキュー（ＲＤＹＱ）に存在するグローバルプロセスを
実行する。自レディーキュー（ＲＤＹＱ）にグローバル
プロセスが存在しない場合、他のＣＰＵＧのレディーキ
ュー（ＲＤＹＱ）に存在するグローバルプロセスを実行
する。

【００３１】ＣＰＵタイプがＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵ
は、該ＣＰＵの属するＣＰＵグループに対応するレディ
ーキュー（ＲＤＹＱ）に存在するプロセスを実行する。
自レディーキュー（ＲＤＹＱ）にプロセスが存在しない
場合、他のＣＰＵグループのレディーキュー（ＲＤＹ
Ｑ）に有るグローバルプロセスを実行する。

【００３２】図５に、複数のＣＰＵについてＣＰＵタイ
プを分割した一例を示す。図５を参照すると、ＣＰＵグ
ループ５０００、５００１のＣＰＵ５０１０〜５０１３
はタイプがＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵであり、グローバルプロセ
スの実行が可能であり、ＣＰＵグループ５００２のＣＰ
Ｕ５０１４、５０１５はタイプがＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵであ
り、グローバルプロセス及びローカルプロセスの実行が
可能であり、ＣＰＵグループ５００３のＣＰＵ５０１
６、５０１７はタイプがＤＢ＿ＣＰＵでありローカルプ
ロセスのみ実行可能である。

【００３３】次に図６、図７、及び図８を参照して、本
発明の一実施例の動作について説明する。

【００３４】通常業務時の処理について説明する。図６
は、本発明の一実施例における通常業務時のＣＰＵタイ
プの分割状態を示す図である。

【００３５】図６を参照すると、データベース処理また
はバッチ処理等のプロセスは、ローカルプロセス６０２
１、６０２２に設定し、ソフトウェアが指定するＣＰＵ
グループのＤＢ＿ＣＰＵ（図６のＣＰＵグループ６００
３）、またはＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵ（図６のＣＰＵグループ
６００２）上で実行させる。

【００３６】オンライン処理用プロセスはグローバルプ
ロセス６０２０に設定し、何れかのＣＰＵグループのＬ
Ｅ＿Ｇ＿ＣＰＵ（図６のＣＰＵグループ６００２）また
はＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵ（図６のＣＰＵグループ６０００、
６００１）上で実行させる。

【００３７】グローバルプロセスとローカルプロセスを
同時実行する。この時、データベース処理またはバッチ
処理用であるローカルプロセス６０２１、６０２２の負
荷はオンライン処理用であるグローバルプロセス６０２
２に影響を与えず、実行可能なＣＰＵ（ＣＰＵタイプが
ＤＢ＿ＣＰＵとＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵ）で処理され
る。

【００３８】一時的にローカルプロセス数が増えて、Ｃ
ＰＵタイプがＤＢ＿ＣＰＵとＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵ
に大きな負荷がかかった場合でも、ＣＰＵタイプがＬＮ
＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵ上で実行している通常処理用プロ
セスに影響を与えることなく運用することが可能であ
る。

【００３９】次にＣＰＵタイプ変更命令について説明す
る。

【００４０】図７及び図８は、本発明の一実施例におけ
るＣＰＵタイプ変更命令についての動作を説明するため
の図である。上記したように、図６は、通常時のＣＰＵ
タイプの分割状態を示している。

【００４１】図６に示す状態からローカルプロセスが増
え、ＣＰＵタイプがＤＢ＿ＣＰＵのＣＰＵとＬＥ＿Ｇ＿
ＣＰＵのＣＰＵの負荷が常に高く、グローバルプロセス
を処理するＣＰＵタイプがＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵの
負荷が低いためにシステムの性能に無駄が生じるという
状態になった場合、ＣＰＵタイプ変更命令を使用して、
ローカルプロセスを実行可能なＣＰＵを増やすことによ
りローカルプロセスの処理能力を上げることが可能であ
る（図７参照）。すなわち、図７を参照すると、グロー
バルプロセスを処理するＣＰＵタイプがＬＮ＿Ｇ＿ＣＰ
ＵのＣＰＵは、ＣＰＵグループ７０００のＣＰＵ７０１
０、７０１１の２台に減り、ＣＰＵタイプがＤＢ＿ＣＰ
ＵのＣＰＵはＣＰＵグループ７００２、７００３のＣＰ
Ｕ７０１４〜７０１７と４台となって図６の状態から２
台増え、ローカルプロセスも実行可能なＬＥ＿Ｇ＿ＣＰ
ＵタイプのＣＰＵ７０１２、７０１３とともにローカル
プロセス（データ検索、バッチジョブ等）を実行する。

【００４２】同様にグローバルプロセスが増え、ＬＮ＿
Ｇ＿ＣＰＵとＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵの負荷が常に高く、ロー
カルプロセスを処理するＤＢ＿ＣＰＵの負荷が低いため
にシステムの性能に無駄が生じた場合、ＣＰＵタイプ変
更命令を使用して、グローバルプロセスを実行可能なＣ
ＰＵを増やすことによりグローバルプロセスの処理能力
を上げることが可能である（図８参照）。すなわち、図
８を参照すると、グローバルプロセスを処理するＣＰＵ
タイプがＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵのＣＰＵは、ＣＰＵ８０１０
〜８０１５の６台に増え、ＣＰＵタイプがＤＢ＿ＣＰＵ
のＣＰＵはＣＰＵ８０１７と１台、グローバルプロセス
とローカルプロセスも実行可能なＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵタイ
プはＣＰＵ８０１６となる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メモリ共有型マルチプロセッサにおいて、ソフトウェア
が処理毎に割り当てるＣＰＵの台数を任意の数に変更す
る事がにより、データベース処理またはバッチ処理と、
オンライン処理と、を同時実行した場合にも、データベ
ース処理またはバッチ処理の負荷を分散し、オンライン
処理に影響を与えることを回避できる、という効果を奏
する。

【００４４】また、本発明によれば、運用時間帯で異な
る各々の処理の負荷の量に対応してＣＰＵの台数をソフ
トウェアで動的に可変制御することにより、システムの
処理能力を最適化することができる、という効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例におけるＣＰＵグループの構
成の一例を示す図である。

【図３】本発明の一実施例を説明するための図であり、
グローバルプロセスが実行されるＣＰＵグループの関係
を模式的に示す図である。

【図４】本発明の一実施例を説明するための図であり、
ローカルプロセスのＣＰＵグループの指定、及びＣＰＵ
グループの関係を模式定に示す図である。

【図５】本発明の一実施例におけるＣＰＵタイプ分割を
模式的に示す図である。

【図６】本発明の一実施例を説明するための図であり、
通常業務時のＣＰＵタイプの分割状態を模式的に示す図
である。

【図７】本発明の一実施例を説明するための図であり、
ローカルプロセスにより実行されるデータベース処理ま
たはバッチ処理の負荷が高くなった時のＣＰＵタイプの
分割状態を模式的に示す図である。

【図８】本発明の一実施例を説明するための図であり、
グルーバルプロセスにより実行されるオンライン処理の
負荷が高くなった時のＣＰＵタイプの分割状態を模式的
に示す図である。

【符号の説明】

１０ マルチプロセッサコンピュータシステム演算処理
部 １１ メモリ内ＲＤＹＱ制御部 １０２１〜１０２８、３０１０〜３０１７、４０１０〜
４０１７、５０１０〜５０１７、６０１０〜６０１７、
７０１０〜７０１７、８０１０〜８０１７ ＣＰＵ １０１１〜１０１４、２０００〜２００３、３０００〜
３００３、４０００〜４００３、５０００〜５００３、
６０００〜６００３、７０００〜７００３、８０００〜
８００３ ＣＰＵグループ １１０１〜１１０４ レディキュー（実行待ち行列） １１１０〜１１１７ プロセスリンク ３０２０、６０２０、７０２０、８０２０ グローバル
プロセス ４０２０〜４０２３、６０２１、６０２２、７０２１〜
７０２３、８０２１ローカルプロセス １００１ ＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵ １００２ ＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵ １００３ ＤＢ＿ＣＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の演算プロセッサ（「ＣＰＵ」とい
   う）を備え、同一の２次キャッシュ記憶装置を共有する
   一又は複数の前記ＣＰＵで一つのＣＰＵグループを構成
   し、該ＣＰＵグループを一又は複数備えたメモリ共有型
   マルチプロセッサシステムにおいて、 複数のＣＰＵが、それぞれ、そのＣＰＵタイプとして、
   指定されたＣＰＵグループで実行可能なローカルプロセ
   スのみを実行するタイプのＣＰＵと、全てのＣＰＵグル
   ープで実行可能なグローバルプロセスのみを実行するタ
   イプのＣＰＵと、前記ローカルプロセス及び前記グロー
   バルプロセス双方を実行するタイプのＣＰＵと、のうち
   のいずれかのタイプに設定され、 前記複数のＣＰＵにおける前記ＣＰＵタイプの状態を可
   変に設定する手段を備え、 前記ローカルプロセスまたはグローバルプロセスの負荷
   量に応じて、前記ローカルプロセス、グローバルプロセ
   スを実行するＣＰＵの台数を可変に調整する、ようにし
   たことを特徴とするメモリ共有型マルチプロセッサシス
   テムの負荷制御方式。
2. 【請求項２】前記ＣＰＵにおける前記ＣＰＵタイプの状
   態が前記ＣＰＵで実行されるソフトウェア命令によって
   可変に設定される、ことを特徴とする請求項１記載のメ
   モリ共有型マルチプロセッサシステムの負荷制御方式。
3. 【請求項３】複数の演算プロセッサ（「ＣＰＵ」とい
   う）を備え、同一の２次キャッシュを共有する一又は複
   数の前記ＣＰＵで一つのＣＰＵグループを構成し、該Ｃ
   ＰＵグループを一又は複数備えたメモリ共有型マルチプ
   ロセッサシステムにおいて、 ソフトウェアの処理単位であるプロセスが、全てのＣＰ
   Ｕグループで実行可能なグローバルプロセスと、ソフト
   ウェアから指定された一つのＣＰＵグループのみで実行
   可能なローカルプロセスの２種類のプロセスタイプを有
   し、 前記複数のＣＰＵについて、そのＣＰＵタイプとして、
   ローカルプロセスのみ実行可能なタイプのＣＰＵ（「Ｄ
   Ｂ＿ＣＰＵ」という）と、グローバルプロセスのみ実行
   可能なタイプのＣＰＵ（「ＬＮ＿Ｇ＿ＣＰＵ」という）
   と、及び双方のプロセスが実行可能なタイプのＣＰＵ
   （「ＬＥ＿Ｇ＿ＣＰＵ」という）と、の３種類のＣＰＵ
   タイプを有し、 前記各ＣＰＵのＣＰＵタイプを可変に設定するソフトウ
   ェア命令を有する、ことを特徴とするメモリ共有型マル
   チプロセッサシステムの負荷制御方式。