S-Bridge:性能非对称多核处理器下负载均衡代理机制

发布时间：2024-04-11 21:48

　　近年来,在移动计算环境中,异构多核处理器已经逐渐成为主流.与传统同构的处理器设计相比,此类异构多核处理器以更低的功耗成本满足设备的计算需求.但是异构环境下CPU核之间的微架构差异,也为操作系统中的一些基本方法提出了新的挑战.面向性能非对称异构多核环境下调度的负载均衡问题,从系统层面提出了一种负载均衡机制S-Bridge,可以减少处理器微架构差异以及任务执行需求差异对传统负载均衡带来的影响.S-Bridge的主要贡献是从系统层提供了通用的、适配异构性的负载均衡相关接口,使任意调度器都能方便地与异构多核处理器系统进行适配.基于CFS和HMP调度器在ARM平台上进行实验,同时在X86平台上进行S-Bridge通用性的验证,结果表明:S-Bridge可以支持不同真实平台和内核版本的快速实现,平均性能提升超过15%,部分情况下可达65%.

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【部分图文】：

图1异构多核环境下负载均衡的适配问题

在以上背景下,本研究认为:为异构处理器环境的负载均衡提供系统级的支持,是一种可行的、更为通用的方案.其思路如图1中Sys3所示,使用专用定制的系统级接口以及参数,传统调度器也可以有效地与异构硬件环境进行适配,且可以保留原有操作系统调度机制的通用性.3S-Bridge

图2S-Bridge总体设计

S-Bridge的主要思想是:在系统中设计实现一种增强代理层,在不修改现有负载均衡算法的前提下,设计一系列异构感知的接口和参数,供调度器使用,协助负载均衡进行异构感知和适配.为了保证S-Bridge架构无关性,设计独立的模块与硬件交互获取任务性能事件(performancemo....

图3CPI栈模型与加速比的关系

图4CFS在分别使能和关闭S-Bridge的情况下,23个Mibench测试程序的平均性能提升约68.4%

·S-Bridge对于微架构差异大的异构处理器效果会更加明显.图5CFS在分别使能和关闭S-Bridge的情况下,23个Mibench测试程序的平均性能提升约70.3%

本文编号：3951192