[发明专利]一种内核时间片超频的实现方法

说明书

对于应用而言，多任务是现实需求。而对于处理器技术而言，程序化是其理论基础。任何一种处理器技术都无法逃脱的问题是在程序化的技术基础上实现多任务的需求，因此便有了“时间片”的概念。“时间片”的定义或相关技术，即为对于内核硬件资源的时分复用的技术，并不难理解可以这么做，而且现有背景技术中正是这么做。但如何定义“时间片”的长短，却往往受制于处理器的主频和应用对于实时特性的需求。本发明技术将在理论上及实际实现上解决“时间片”与现实需求的权衡问题，在已定“时间片”的前提下，实现对于应用而言，获得超频效果的实际应用（即在定义“时间片”为T的前提下，可以获得2T、3T、乃至更多的实际执行时间片段）。

技术领域

本发明涉及集成电路及计算机领域，尤其指一种内核时间片超频的实现方法。

背景技术

“时间片”被定义长或短的权衡取决于处理器内部进程的实时特性和进程的数量。系统的实时特性要求在一段时间单位内，所有的进程必须被至少执行过一次，即进程在处理器中处于等待获得下一个“时间片”的等待时间不应超过系统实时特性所要求的时长。后文中，将该系统实时特性所要求的时长简称为SAT，即System Aging Time的缩写，将“时间片”简写为TS，即Time Slice的缩写。

假设处理器内核数量为N，处理器内进程数量为X，那么存在如下：SAT = TS * ( X/ N )。对于任何处理器而言，上述公式中的N是固定不变的。对于任何一个系统应用需求而言，SAT的最大值是不变的。因此，当X增大时，如果TS维持不变，俺么SAT就会增大，当SAT的值增大到所能允许的最大值时，系统只能减小TS。

在现有背景技术条件下，TS即为进程每次从载入内核开始到载出内核结束这期间的时长。由于进程载入及载出内核所消耗的时间是固定不变的（即进程上下文切换的时间不变），那么当TS减小时，便意味着进程实际运行时间所占比例减少，这就意味着内核的实际运行效率降低。因此，当TS的值减小到一定程度，导致内核效率实际运行效率过低的时候，如果不降低应用需求对于SAT的定义，那么系统就会陷入卡顿状态（甚至是崩溃状态），而如果一味降低应用需求对于SAT的定义，同样会造成系统卡顿的效果，甚至会造成进程间同步的逻辑错误。

因此，在现有背景技术条件下，当应用需求发生变化时，即对SAT的要求不变或要求更高时，要求处理器所能同时处理的任务更多时，处理器生产厂家就必须增加内核的数量（即提高N的值）。然而，推高N值依然改善不了进程上下文切换过于频繁而对系统带宽所带来的压力，以及改变不了内核实际运行效率较低的状态。

因此，对于处理器内核而言，需要在较小TS值的情况下，获得较高内核实际运行效率的技术方法。

发明内容

事实上，满足SAT的要求，在内核数量固定的情况下，几乎等效于对TS的要求。但是，或许现有背景技术条件下的处理器生产厂商想当然地认为对于TS的要求就等效于对于进程载入及载出内核的要求。然而并非如此，事实上，对于SAT的要求等效于对于TS的要求，仅仅是要求进程需要尽快地被载入到内核中，在这一要求之下，并没有要求进程一定需要在TS时长之内就得载出内核。即理论上，当TS被定义为某一固定值时，并不是限定进程在被载入内核后只能运行TS时长之后就必须载出内核。理论上，为了达到SAT的要求，需要限定当进程载出内核之后，在“固定时间”内必须重新被载入到内核中运行，为此通过计算得出一个TS值。本发明技术方案所实现的便是，在进程拥有足够多的执行时间（TS时长的若干倍）前提下，以及保证内核实际运行效率的前提下，达到可以设置更小的TS值的需求。亦即达到在固定进程数量下，SAT可以更小。或者在SAT值固定的情况下，进程的数量可以更多。