[发明专利]用于在综合工作负载环境中实现最佳性能的系统和方法

说明书

本发明涉及用于在综合工作负载环境中实现最佳性能的系统和方法。提供用于在虚拟机(VM)环境中动态调整软件线程到硬件线程的分配的机制。该机制通过虚拟机管理器(VMM)从多个VM接收工作负载优先级的指示。该指示表明在多个VM中的每个VM上执行的工作负载的优先级。该机制通过VMM向每个VM提供物理资源使用的指示。该物理资源使用的指示是在多个VM中的所有VM上的物理资源使用的指示。该机制通过每个VM基于物理资源使用的指示和在该VM上执行的工作负载的优先级，自动地调整对应的软件线程到硬件线程的分配，以达到在多个VM中的所有VM上的硬件线程的使用平衡。

技术领域

本申请通常涉及改进的数据处理装置和方法，更具体地，涉及用于在综合工作环境中实现最佳性能的闭环反馈机制。

背景技术

现代计算设备是建立在多处理核体系结构上。某些计算设备提供多线程核，其中，线程是可与其它线程并行执行的指令序列。采用多线程核，如何在核中设计线程存在复杂性。在某些体系结构中，诸如纽约州阿蒙克市的国际商业机器(IBM)公司的体系结构，其使用对称多线程(SMT)技术，诸如SMT4(4个同时执行的线程)、SMT2(2个同时执行的线程)、或任何数量的SMT线程(即SMTn)，如果这些线程并发运行，则这些线程在核中具有相同的容量和能力。然而，如果只有一个线程在运行，则该线程在性能上获得提高，因为该线程具有更大的容量，即，与当所有SMT线程都在核中运行时它所拥有的相比，它可使用更多的计算机设备资源。

当物理核被虚拟化并在整个核中或者通过时分虚拟在多个虚拟处理器之间共享时，如何在核中设计线程的复杂性增加。在虚拟环境中，多个虚拟处理器可分布在多个虚拟机(VM)或逻辑分区(LPAR)上，其中每个LPAR主要孤立地运行。应当知道，LPAR可包括一个或多个VM，而每个VM可包括一个或多个虚拟处理器，这些虚拟处理器使用计算设备的一个或多个处理器和物理资源运行。

在LPAR/VM上运行的操作系统，诸如来自IBM公司的高级交互执行(AIX)操纵系统，采用智能调度，均衡硬件能力的知识。在这种情况下，知道SMT线程取决于其它线程在核上的运行状态而获得不同的容量/能力，AIX调度程序在工作负载没有在LPAR/VM中的所有虚拟处理器的每个硬件线程上运行的任务时，调度LPAR/VM中每个虚拟处理器的主要(第一)线程以获得最佳性能。

在虚拟环境中，LPAR、VM或虚拟处理器可以在系统上过量供应容量，例如，每个LPAR/VM可依据虚拟处理器请求系统中的所有资源，如果它们可用。因此，在这个过量供应配置中，例如在现代体系结构中多达10X的虚拟处理器可处于运行中，物理核的容量和资源在这些虚拟处理器上进行时间切分(如果过量供应和所有虚拟处理器被每个LPAR中的客机(guest)操作系统分派)。AIX操作系统即使在每个虚拟处理器中只使用一个线程，也会调度每个LPAR中的所有虚拟处理器上的工作，导致物理核在大量虚拟处理器之间进行时间切分的情况。也就是说，并不是向单个虚拟处理器分派与该单个虚拟处理器相关联的多个线程，或者也不是LPAR中的所有具有线程的虚拟处理器扩展到虚拟处理器的子集上，AIX操作系统将调度每个LPAR中的所有虚拟处理器上的工作，并将线程扩展到所有虚拟处理器上，其中针对由这些虚拟处理器共享的物理资源执行时间切分，物理资源例如是物理核、存储器、缓存器等。时间切分增加了线程之间的上下文切换，并导致缓存器的颠簸(thrashing)，导致相对低的性能。

发明内容