[发明专利]基于国产化多NUMA节点CPU结温均衡策略的任务调度方法

说明书

本发明涉及一种基于国产化多NUMA节点CPU结温均衡策略的任务调度方法，属于操作系统任务调度技术领域。本发明提出一种基于国产化多NUMA节点CPU结温均衡策略的任务调度方法，当NUMA接电脑结温超过阈值时，将高负载计算任务调度至结温较低的核心，保证CPU的稳定运行。该任务调度方法能有效降低CPU最高工作结温，且对计算负载任务性能损失小，避免CPU长时间超结温阈值工作，提升CPU工作的稳定性。

技术领域

本发明属于操作系统任务调度技术领域，具体涉及一种基于国产化多NUMA节点CPU结温均衡策略的任务调度方法。

背景技术

随着信息产业的蓬勃发展，数据的产生以近乎几何级数的速度高速增长，对计算能力提出了巨大需求。但受限于半导体摩尔定律，单CPU核心的主频和计算能力不会有跨越式提升。近年来，在服务器等计算密集型领域，CPU经历了单核、多核到多NUMA节点的发展历程。目前，高性能计算服务器具有数十个NUMA节点，数百个计算核心。

在航空航天、国防军工等领域，计算设备的稳定运行和数据安全关系着重大国家利益、社会稳定。因此，在这些关系着国计民生的领域中，计算设备中CPU等核心硬件有明确的国产化自主可控需求。近年来，国产化CPU研发技术有了迅猛发展，计算性能比肩世界先进水平。但另一方面，国产化CPU，受限于制程工艺等原因，功耗高，发热量大。目前应用的一块集成8个NUMA节点64核心的国产化CPU，芯片面积达到3600mm²以上，功耗150W以上。在进行高负载任务测试时，发现CPU不同核心结温差异较大，不同NUMA节点的最高结温与最低结温差别在20度以上。

由于NUMA节点对临近内存访问效率高，操作系统默认对NUMA节点的任务调度表现出亲和性的特点。若某个任务task在t周期在0号NUMA节点上运行，那么在t+1，t+2，t+3周期，操作系统都优先将task在0号NUMA节点上运行。在国产化CPU平台上，这种默认的任务调度方式，会导致0号NUMA节点结温远超过其他节点，当长时间超过CPU最大工作结温时，CPU运行可靠性大大降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：国产化多NUMA节点CPU发热量大，不同NUMA节点间结温差异大，无法长时间运行高负载任务的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于国产化多NUMA节点CPU结温均衡策略的任务调度方法，包括以下步骤：

步骤1、确定NUMA节点体质系数；

步骤2、根据CPU芯片手册中规定的最高工作结温，确定任务调度方法启动结温阈值T_S，确定检测时间间隔Time_I；

步骤3、轮询检测N个NUMA节点结温，当结温超过结温阈值，启动任务调度；

步骤4、计算NUMA结温差值数；

步骤5、基于步骤4计算NUMA节点迁移值；

步骤6、若N-1个迁移值均小于0，将负载任务挂起指定时间；

步骤7、将负载任务调度至迁移值最大的NUMA继续运行。

优选地，步骤1中，首先确定HPL测试矩阵规模，使用MPI工具控制HPL多进程并行运行，用numactl工具将HPL分别绑定HPL在N个NUMA节点运行，记录下每个NUMA节点的测试结温，第i个NUMA节点测试结温表示为M_i，全部NUMA节点中的最低结温记为M_min，第i个NUMA节点的体质系数记为i＝1,2…N。

优选地，检测时间间隔Time_I的默认值为10秒。