[发明专利]一种内存分配方法和服务器

说明书

本申请实施例公开了一种内存分配方法和服务器，用于在内存分配的时候，减少NC延迟带来的性能损失，提高服务器性能。本申请实施例方法包括：服务器识别节点拓扑表，该节点拓扑表中不仅存在NUMA节点之间的连接关系，而且存在NUMA节点与NC之间，NC与NC之间的连接关系，服务器根据该节点拓扑表，生成各NUMA节点的访存跳转表，该跳转表中不仅有连接至其他各NUMA节点的最短路径中的QPI跳数，而且有NC跳数，服务器再根据各NUMA节点的访存跳转表，计算各NUMA节点的访存优先级，将NC跳数作为访存优先级计算的一个重要参数，NC跳数越少，访存优先级越高，当有NUMA节点申请内存时，根据该访存优先级表进行内存分配，优先级越高，越优先从该优先级对应的NUMA节点中分配内存。

技术领域

本申请涉及通讯领域，尤其涉及一种内存分配方法和服务器。

背景技术

受到硬件芯片技术的限制，单个处理器(Central Processing Unit，CPU)的计算能力趋于饱和。因此，为了获取更高的计算性能，服务器趋向于通过增加处理器数量的方式增加服务器的计算性能。对于高性能服务器而言，一般采用非一致性内存架构(Non-Uniform Memory Architecture，NUMA)，即多个节点通过高速互联网络连接而成，每个节点由一组CPU和本地内存组成。节点访问本地内存时，访存延迟较小，性能较高；但是，如果访问远端内存，则访存延迟相对较高，会造成性能下降。为此，为了提升系统性能，当前的内存分配器在进行内存分配的时候，需要优先分配本地内存，其次再考虑远端内存。

为了减少访存时带宽的限制，英特尔Intel利用快速互联通道(Quick PassInterconnect，QPI)代替了传统的前端总线(Front Side Bus，FSB)，其中，QPI是一种基于包传输的串行式高速点对点连接协议。但是，由于每个节点只提供三个QPI接口，因此导致一个服务器中的能够互联的节点数量受限。为了解决上述问题，引入了节点控制器(NodeController，NC)。NC提供了更多的节点接口(Node Interface，NI)，因此可以通过NC扩大服务器内互联节点的数量，从而减少跨节点访存延迟。

当前内核中提供的针对传统NUMA内存分配的方法为：

1、在系统初始化过程中生成NUMA距离，其中：

如果是本地节点，则NUMA距离为0；

如果节点A和节点B互联，即A和B相邻，则NUMA距离为20；

如果节点A和节点C不互联，则A和C的NUMA距离等于A到C之间经过的最小跳(Hop)数乘以20。

2、根据节点拓扑分配内存，其中包括如下三种分配策略：

A、本地化(Local)策略：该策略旨增加本地内存的访问量，从而减少访存延迟，具体流程如下：

(1)、检查本地节点是否有足够的内存；

(2)、如果本地节点有足够的内存，则优先从本地节点分配内存；

(3)、如果本地节点没有足够的内存，则需要按照各个节点距离该节点的NUMA距离由小到大的顺序，依次寻找具有足够内存的节点，分配相应的内存。

B、优先(Preferred)策略：该策略会指定一系列的内存节点，在进行内存分配的时候，会首先从指定的内存节点中分配内存。如果指定的内存节点已经分配完毕，则从其他节点分配内存。

C、交织(Interleaved)策略：该策略旨在增加访存的并行性。在该策略下，系统会以轮询的方式，按照节点编号，依次从各个内存节点中分配内存。