[发明专利]多核对称多处理系统的电源管理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种多核对称多处理系统的电源管理方法及装置。

背景技术

多核是指在一个处理器中包含两个或两个以上的独立内核，可以在同一时刻处理多个线程。多核在提高处理器的运算速度的同时，也带来高功耗及高发热问题；特别对于移动设备，需要保证任务能够得到及时处理，同时能够延长电池的使用时间。

对于多核处理器来说，大部分时间并不需要所有内核同时工作，甚至只需一个内核工作就可以保证整个设备的正常运行。在运行过程中，处理器需要判断当前整个处理器待处理的任务需要多少个内核进行处理，保证任务能够及时得到有效的处理，同时打开最少的内核以降低功耗。

多核对称多处理系统是基于线程对内核进行调度，因为在同一时刻，一个内核只能处理一个线程，所以当前只有一个待处理的线程时，只需打开一个内核；若有多个待处理的线程，则需要同时打开多个内核，保证任务能够得到及时的处理。由于处理器待处理的任务是实时变化的，即待处理的线程的数量是不断变化的，所以多核对称多处理系统需要具备合理的判断机制，即判断出一个周期内处于待处理的线程的数量及在该周期内需要多少个内核处理这些线程，以用于决策是否需要打开部分处于关闭状态的内核或关闭部分处于打开状态的内核。

针对上述问题，现有技术是通过监控当前处理器中内核的运行频率及占用率来判断所需运行的内核的数量，对于有多个待处理的线程时，该判断机制可以在一定的程度上降低处理器的功耗；但是只有一个线程持续运行时，会导致一个内核处于高频运行状态且占用率高，根据该判断机制，需要新打开一个处于关闭状态的内核来分担任务，但由于只有单个线程处于运行，所以这种机制会导致一个内核处于空运行状态，反而增加处理器的功耗，无法达到降低功耗的目的。

在公布号为CN102955549A的专利文献中公布了一种多核CPU的电源管理方法，该方法的步骤包括：当达到预设的时间周期时，获取多核CPU中预设内核组待处理任务的数量；根据待处理任务的数量计算在时间周期内完成待处理任务所需内核的数量，从而形成判断是否需要打开或关闭部分内核的判断机制。该方法根据CPU内核组的任务队列中的任务动态调整内核的状态，实现多核CPU电源功耗的有效管理，从而在降低电源功耗的同时，实现任务的及时处理。但是该判断机制是基于在一个时间周期起始点对待处理任务的采样，由于待处理任务是实时变化的，所以该判断机制无法合理地对一个时间周期内待处理任务进行有效的判断。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多核对称多处理系统的电源管理方法，旨在提供一个能够合理判断该多核对称多处理系统在下一个时间周期内所需打开内核的数量，从而保证任务能够得到及时处理，同时降低功耗。

本方明的另一目的是提供一种多核对称多处理系统的电源管理装置，旨在于提供一个能够合理判断该多核对称多处理系统在下一个时间周期内所需打开内核的数量，从而保证任务能够得到及时处理，同时降低功耗。

为了实现上述主要目的，本发明提供的多核对称多处理系统的电源管理方法，包括统计步骤及操作步骤；其中统计步骤为在一个统计周期内，对该多核对称多处理系统中处于待执行的线程的数量进行至少两次采样，每次采样得到的线程的数量以与前次采样的时间间隔为权重，计算在一个统计周期内采样得到的线程的数量的加权平均数；并获取处于打开状态的内核的数量；操作步骤为以统计步骤得到的加权平均数为该多核对称多处理系统下一个统计周期的待处理的线程的平均数，从而判断下一个统计周期内所需内核的数量，并增加或减少该多核对称多处理系统中处于打开状态的内核的数量。

由以上方案可得，在整个统计周期内，分多个时间点对该系统中处于待处理状态的线程的数量进行采样，并与采样的时间间隔为权重，计算线程的数量的加权平均数，并以该加权平均数为下一个统计周期内该系统所需处理的线程的平均数，其综合考虑了整个周期内的任务变化情况及内核处理性能，与现有技术相比，更合理的反映该系统的负荷，以此为判断是否需要增加或减少处于打开状态的内核的数量，保证任务能够得到及时的处理，同时降低功耗。

一个具体的方案为，在操作步骤中判断下一个周期内所需内核的数量，并增加或减少该多核对称多处理系统中处于打开状态的内核的数量为：若处于打开状态的内核的数量与比较值的差值为负数，增加处于打开状态的内核的数量，且在增加操作后处于打开状态的内核的数量小于等于该系统的总内核数；若上述差值为正数，减少处于打开状态的内核的数量，在减少操作后处于打开状态的内核的数量大于等于1；其中比较值等于该加权平均数的向上取整值。