近年來(lái),在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境中,異構(gòu)多核處理器已經(jīng)逐漸成為主流.與傳統(tǒng)同構(gòu)的處理器設(shè)計(jì)相比,此類異構(gòu)多核處理器以更低的功耗成本滿足設(shè)備的計(jì)算需求.但是異構(gòu)環(huán)境下CPU核之間的微架構(gòu)差異,也為操作系統(tǒng)中的一些基本方法提出了新的挑戰(zhàn).面向性能非對(duì)稱異構(gòu)多核環(huán)境下調(diào)度的負(fù)載均衡問(wèn)題,從系統(tǒng)層面提出了一種負(fù)載均衡機(jī)制S-Bridge,可以減少處理器微架構(gòu)差異以及任務(wù)執(zhí)行需求差異對(duì)傳統(tǒng)負(fù)載均衡帶來(lái)的影響.S-Bridge的主要貢獻(xiàn)是從系統(tǒng)層提供了通用的、適配異構(gòu)性的負(fù)載均衡相關(guān)接口,使任意調(diào)度器都能方便地與異構(gòu)多核處理器系統(tǒng)進(jìn)行適配.基于CFS和HMP調(diào)度器在ARM平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)在X86平臺(tái)上進(jìn)行S-Bridge通用性的驗(yàn)證,結(jié)果表明:S-Bridge可以支持不同真實(shí)平臺(tái)和內(nèi)核版本的快速實(shí)現(xiàn),平均性能提升超過(guò)15%,部分情況下可達(dá)65%.

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圖1異構(gòu)多核環(huán)境下負(fù)載均衡的適配問(wèn)題

在以上背景下,本研究認(rèn)為:為異構(gòu)處理器環(huán)境的負(fù)載均衡提供系統(tǒng)級(jí)的支持,是一種可行的、更為通用的方案.其思路如圖1中Sys3所示,使用專用定制的系統(tǒng)級(jí)接口以及參數(shù),傳統(tǒng)調(diào)度器也可以有效地與異構(gòu)硬件環(huán)境進(jìn)行適配,且可以保留原有操作系統(tǒng)調(diào)度機(jī)制的通用性.3S-Bridge

圖2S-Bridge總體設(shè)計(jì)

S-Bridge的主要思想是:在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種增強(qiáng)代理層,在不修改現(xiàn)有負(fù)載均衡算法的前提下,設(shè)計(jì)一系列異構(gòu)感知的接口和參數(shù),供調(diào)度器使用,協(xié)助負(fù)載均衡進(jìn)行異構(gòu)感知和適配.為了保證S-Bridge架構(gòu)無(wú)關(guān)性,設(shè)計(jì)獨(dú)立的模塊與硬件交互獲取任務(wù)性能事件(performancemo....

圖3CPI棧模型與加速比的關(guān)系

圖4CFS在分別使能和關(guān)閉S-Bridge的情況下,23個(gè)Mibench測(cè)試程序的平均性能提升約68.4%

·S-Bridge對(duì)于微架構(gòu)差異大的異構(gòu)處理器效果會(huì)更加明顯.圖5CFS在分別使能和關(guān)閉S-Bridge的情況下,23個(gè)Mibench測(cè)試程序的平均性能提升約70.3%

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