[发明专利]混合计算环境中的高吞吐量计算的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及混合计算环境，且更具体地，涉及在混合计算环境中执行高吞吐量计算。

背景技术

今天的计算机系统已如此先进，以至于现在的一些计算环境包括不同架构的核心组件，其共同操作以完成数据处理任务。这样的计算环境通常被称为“混合”环境，这表示这样的环境包括具有不同架构的主计算机和加速器。尽管混合计算环境比很多非混合计算环境在数据处理上更有计算能力且更高效，这样的混合计算环境通常不提供高吞吐量计算能力。

于2009年3月5日提交的美国专利申请公开号2009/0064168，“System and Method for Hardware Based Dynamic Load Balancing of Message Passing Interface Tasks By Modifying Tasks”，教导了一种用于通过修改任务提供基于硬件的消息传递接口（MPI）任务的动态负载平衡的系统和方法。提供了用于调节执行MPI作业任务的处理器的处理工作量（workload）的平衡的机制，以便最小化用于等待所有处理器调用同步操作的等待时间段。每个处理器具有相关的硬件实施的MIP负载平衡控制器。MPI负载平衡控制器维护历史，该历史提供了关于任务对同步操作的调用的任务简档（profile）。从该信息可确定哪些处理器应当使其处理负载减轻且哪些处理器能处理额外的处理负载而不显著不利地影响并行执行系统的整体操作。因此，可执行操作来将工作量从最慢的处理器转移到一个或多个更快的处理器。

于2010年4月6日提交的美国专利号7,694,306，“Balancing computational load across a plurality of processors”，教导了跨多个处理器平衡计算负载。源代码子任务被编译为字节码子任务，由此字节码子任务在运行时被转换为特定于处理器的目标代码子任务。处理器类型的选择是基于以下三个方法中一个：1）蛮力方法；2）更高级别方法，或3）处理器可用性方法。每个目标代码子任务被加载到对应的处理器类型以便执行。在一个实施例中，编译器将指针存储在字节码文件中，该指针引用字节码子任务的位置。在该实施例中，字节码子任务被存储在共享库中且在运行时，运行时加载器使用指针来识别字节码子任务的位置，以便转换字节码子任务。

因此，本领域中存在解决前述问题的需求。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供了一种用于在混合处理系统中提供高吞吐量计算的方法。该方法包括分析一组高吞吐量计算服务级别协议。该组高吞吐量计算服务级别协议（SLA）与混合处理系统相关。该混合处理系统包括至少一个服务器系统和一组加速器系统，该至少一个服务器系统包含第一计算架构，该组加速器系统中的每个包含与第一计算架构不同的第二计算架构。基于该组高吞吐量计算SLA来监视服务器系统处的第一组资源和该组加速器系统处的第二组资源。基于该监视，跨第一组资源中的至少一个资源和第二组资源中的至少一个资源动态地调度一组数据并行工作量任务。该组数据并行工作量任务的动态调度基本满足该组高吞吐量计算SLA。

从另一方面来看，本发明提供了一种用于在混合处理系统中提供高吞吐量计算的系统。该系统包括存储器和通信地耦合到该存储器的处理器。工作量管理器通信地耦合到存储器和处理器。工作量管理器适于执行方法。该方法包括分析一组高吞吐量计算服务级别协议。该组高吞吐量计算SLA与混合处理系统相关。该混合处理系统包括至少一个服务器系统和一组加速器系统，该至少一个服务器系统包含第一计算架构，该组加速器系统中的每个包含与第一计算架构不同的第二计算架构。基于该组高吞吐量计算SLA来监视该服务器系统处的第一组资源和该组加速器系统处的第二组资源。基于该监视，跨第一组资源中的至少一个资源和第二组资源中的至少一个资源动态地调度一组数据并行工作量任务。该组数据并行工作量任务的动态调度基本满足该组高吞吐量计算SLA。