一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)，包括：基本單元和軟件定義單元；基本單元包括：計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和輸入/輸出I/O資源節(jié)點(diǎn)；多個(gè)基本單元之間通過高速互連網(wǎng)絡(luò)相連；軟件定義單元用于使所述混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)資源管理與配置以及系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度均以軟件定義的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。通過本發(fā)明方案能夠保證緊耦合共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)的擴(kuò)展性，同時(shí)大大減少多路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度及成本，提高系統(tǒng)的靈活性和可重用性。
【專利說明】
一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高端計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為制約社會(huì)發(fā)展關(guān)鍵領(lǐng)域的瓶頸之一。金融、電信等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能要求極高，因此需要構(gòu)建龐大的多路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以便更好適應(yīng)當(dāng)今各領(lǐng)域的應(yīng)用需求，但是另一方面也陷入了多路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性問題，要求實(shí)現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)的集成，并保障系統(tǒng)的應(yīng)用性能，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活的高可擴(kuò)展性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)，能夠保證緊耦合共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)的擴(kuò)展性，同時(shí)大大減少多路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度及成本，提高了系統(tǒng)的靈活性和可重用性。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:基本單元和軟件定義單元。
[0005]基本單元，包括:計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和輸入/輸出I/O資源節(jié)點(diǎn)；多個(gè)基本單元之間通過高速互連網(wǎng)絡(luò)相連。
[0006]軟件定義單元，用于使混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)資源管理與配置以及系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度均以軟件定義的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。
[0007]優(yōu)選地，基本單元還包括協(xié)議處理芯片，用于進(jìn)行高速緩沖存儲(chǔ)器cache —致性協(xié)議維護(hù)，協(xié)議處理芯片之間通過光互連的方式實(shí)現(xiàn)高速互連。
[0008]優(yōu)選地，計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)是指各種處理器規(guī)模的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，包括:1路、2路、4路、8路。
[0009]優(yōu)選地，軟件定義單元包括:應(yīng)用接口單元、資源管理單元和調(diào)度管理單元。
[0010]應(yīng)用接口單元包括應(yīng)用管理模塊，應(yīng)用管理模塊用于在包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、I/o資源的系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，通過軟件配置的方式，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源圖，以動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源的配置。
[0011]資源管理單元包括:系統(tǒng)資源配置模塊和系統(tǒng)資源管理模塊。
[0012]系統(tǒng)資源配置模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)硬件資源的配置對(duì)系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行重新整八口 ο
[0013]系統(tǒng)資源管理模塊，用于將系統(tǒng)硬件資源的整合配置信息反饋給調(diào)度管理單元和應(yīng)用接口單元。
[0014]優(yōu)選地，系統(tǒng)資源管理模塊還用于:構(gòu)建可配置的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，并根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行定義。
[0015]系統(tǒng)資源配置模塊還用于:采用保留擴(kuò)展模式或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展；將擴(kuò)展后獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至調(diào)度管理單元。
[0016]其中，保留擴(kuò)展模式是指:在系統(tǒng)地址空間中插入預(yù)留地址空間，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，則以在預(yù)留地址空間中插入與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)地址的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0017]連續(xù)擴(kuò)展模式是指:當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展新的計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，則對(duì)系統(tǒng)地址空間以連續(xù)擴(kuò)展的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0018]優(yōu)選地，調(diào)度管理單元包括任務(wù)調(diào)度分配模塊，用于接收底層硬件資源管理層的資源圖信息，在計(jì)算任務(wù)執(zhí)行前，通過軟件對(duì)所述計(jì)算任務(wù)的特征以及計(jì)算需求進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)配執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的硬件資源。
[0019]優(yōu)選地，任務(wù)調(diào)度分配模塊還用于:接收系統(tǒng)資源配置模塊反饋的所獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，根據(jù)新的系統(tǒng)硬件資源管理目中的系統(tǒng)硬件資源配置信息對(duì)應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使新的任務(wù)分配至新添加的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)。
[0020]應(yīng)用管理模塊還用于:當(dāng)系統(tǒng)減少資源時(shí)，將需要減少的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)。
[0021]系統(tǒng)資源管理模塊還用于:在應(yīng)用管理模塊將需要減少的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)后，形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄，并將形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄的信息反饋至應(yīng)用管理模塊。
[0022]本發(fā)明還提出一種基于上述系統(tǒng)的系統(tǒng)資源管理與配置方法，該方法包括:
[0023]在包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、輸入/輸出I/O資源的系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)用管理模塊通過軟件配置的方式，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源圖，以動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源的配置，并通過系統(tǒng)資源配置模塊根據(jù)配置對(duì)系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行重新整合，通過系統(tǒng)資源管理模塊將系統(tǒng)硬件資源的整合配置信息反饋給上層的調(diào)度管理單元和應(yīng)用接口單元。
[0024]優(yōu)選地，基于軟件定義的系統(tǒng)資源管理與配置包括以下步驟:
[0025]在資源管理單元構(gòu)建可配置的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，并根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行定義，采用保留擴(kuò)展模式或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展；將擴(kuò)展后獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至軟件定義單元的任務(wù)調(diào)度管理單元。
[0026]優(yōu)選地，
[0027]保留擴(kuò)展模式是指:在系統(tǒng)地址空間中插入預(yù)留地址空間，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，則以在預(yù)留地址空間中插入與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)地址的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄；
[0028]連續(xù)擴(kuò)展模式是指:當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展新的計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，則對(duì)系統(tǒng)地址空間以連續(xù)擴(kuò)展的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0029]本發(fā)明還提出一種基于上述系統(tǒng)的系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度方法，該方法包括:
[0030]任務(wù)調(diào)度分配模塊接收底層硬件資源管理單元的資源圖信息，在計(jì)算任務(wù)執(zhí)行前，通過軟件對(duì)計(jì)算任務(wù)的特征以及計(jì)算需求進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)配執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的硬件資源。
[0031]優(yōu)選地，基于軟件定義的系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度包括以下步驟:
[0032]在資源管理單元對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展之后，將獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至調(diào)度管理單元，任務(wù)調(diào)度分配模塊根據(jù)新的系統(tǒng)硬件資源管理目中的系統(tǒng)硬件資源配置信息對(duì)應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使新的任務(wù)分配至新添加的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)。
[0033]優(yōu)選地，該步驟還包括:
[0034]當(dāng)系統(tǒng)減少資源時(shí)，由應(yīng)用接口單元的應(yīng)用管理模塊將需要減少的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)資源管理模塊形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄，并將形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄的信息反饋至應(yīng)用接口單元。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括:基本單元和軟件定義單元；基本單元包括:計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和輸入/輸出I/o資源節(jié)點(diǎn)；多個(gè)基本單元之間通過高速互連網(wǎng)絡(luò)相連；軟件定義單元用于使所述混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)資源管理與配置以及系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度均以軟件定義的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。通過本發(fā)明方案能夠保證緊耦合共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)的擴(kuò)展性，同時(shí)大大減少多路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度及成本，提高系統(tǒng)的靈活性和可重用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的附圖進(jìn)行說明，實(shí)施例中的附圖是用于對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，與說明書一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0037]圖1為本發(fā)明的基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)框圖；
[0038]圖2為本發(fā)明的基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖3為本發(fā)明的基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)的地址映射圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并不能用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041]本發(fā)明的基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要考慮多路處理器系統(tǒng)高可擴(kuò)展性的局限，采用各種計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)為基本單位，通過高速互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連，并維護(hù)系統(tǒng)cache (高速緩沖存儲(chǔ)器)一致性，構(gòu)建大規(guī)模緊耦合異構(gòu)多處理器系統(tǒng)，系統(tǒng)資源通過軟件定義的方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展(增加或者減少)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活的高可擴(kuò)展性。軟件定義的設(shè)計(jì)方法包括系統(tǒng)資源管理與配置，以及系統(tǒng)任務(wù)的管理與調(diào)度。
[0042]具體地，本發(fā)明提出了一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)01，如圖1所示，該系統(tǒng)包括:基本單元02和軟件定義單元03。
[0043]基本單元02包括:計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和輸入/輸出I/O資源節(jié)點(diǎn)；多個(gè)基本單元之間通過高速互連網(wǎng)絡(luò)相連。
[0044]軟件定義單元03，用于使混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)資源管理與配置以及系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度均以軟件定義的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。
[0045]優(yōu)選地，基本單元02還包括協(xié)議處理芯片，用于進(jìn)行高速緩沖存儲(chǔ)器cache —致性協(xié)議維護(hù)，協(xié)議處理芯片之間通過光互連的方式實(shí)現(xiàn)高速互連。
[0046]cache—致性協(xié)議維護(hù)的高速互連網(wǎng)絡(luò)的特征，主要是指以芯片或者模塊的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的高速互連，這是由主機(jī)系統(tǒng)緊耦合的技術(shù)特征，以及系統(tǒng)高性能的要求提出來的，采用cache —致性協(xié)議芯片保障系統(tǒng)cache —致性.
[0047]優(yōu)選地，計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)是指各種處理器規(guī)模的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，包括:1路、2路、4路、8路。
[0048]混合異構(gòu)的計(jì)算單元的特征，主要是指根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及規(guī)模擴(kuò)展的需求，提出的基于異構(gòu)計(jì)算單位構(gòu)建計(jì)算資源集合的設(shè)計(jì)方法，混合異構(gòu)的主機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中可以集合各種處理器規(guī)模的計(jì)算節(jié)點(diǎn)(I路、2路、4路、8路等)，因此可大大提高系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性?；旌袭悩?gòu)主機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可參考圖2所示。
[0049]優(yōu)選地，軟件定義單元03包括:應(yīng)用接口單元031、資源管理單元032和調(diào)度管理單元033。
[0050]應(yīng)用接口單元031包括應(yīng)用管理模塊0311，應(yīng)用管理模塊0311用于在包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、I/o資源的系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，通過軟件配置的方式，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源圖，以動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源的配置。
[0051]資源管理單元032包括:系統(tǒng)資源配置模塊0321和系統(tǒng)資源管理模塊0322。
[0052]系統(tǒng)資源配置模塊0321，用于根據(jù)系統(tǒng)硬件資源的配置對(duì)系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行重新整合。
[0053]系統(tǒng)資源管理模塊0322，用于將系統(tǒng)硬件資源的整合配置信息反饋給調(diào)度管理單元和應(yīng)用接口單元。
[0054]優(yōu)選地，
[0055]系統(tǒng)資源管理模塊0322還用于:構(gòu)建可配置的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，并根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行定義。
[0056]系統(tǒng)資源配置模塊0321還用于:采用保留擴(kuò)展模式或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展；將擴(kuò)展后獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至調(diào)度管理單元 033。
[0057]其中，保留擴(kuò)展模式是指:在系統(tǒng)地址空間中插入預(yù)留地址空間，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，則以在預(yù)留地址空間中插入與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)地址的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0058]連續(xù)擴(kuò)展模式是指:當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展新的計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，則對(duì)系統(tǒng)地址空間以連續(xù)擴(kuò)展的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0059]優(yōu)選地，調(diào)度管理單元033包括任務(wù)調(diào)度分配模塊0331，用于接收底層硬件資源管理層的資源圖信息，在計(jì)算任務(wù)執(zhí)行前，通過軟件對(duì)計(jì)算任務(wù)的特征以及計(jì)算需求進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)配執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的硬件資源。
[0060]優(yōu)選地，任務(wù)調(diào)度分配模塊0331還用于:接收系統(tǒng)資源配置模塊反饋的所獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，根據(jù)新的系統(tǒng)硬件資源管理目中的系統(tǒng)硬件資源配置信息對(duì)應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使新的任務(wù)分配至新添加的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)。
[0061]應(yīng)用管理模塊0311還用于:當(dāng)系統(tǒng)減少資源時(shí)，將需要減少的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)。
[0062]系統(tǒng)資源管理模塊0322還用于:在應(yīng)用管理模塊0311將需要減少的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)后，形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄，并將形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄的信息反饋至應(yīng)用管理模塊0311。
[0063]這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用軟件定義的方法實(shí)現(xiàn)了多路處理器系統(tǒng)的靈活擴(kuò)展，構(gòu)建了異構(gòu)的主機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)了全局存儲(chǔ)器共享，均衡系統(tǒng)傳輸帶寬和延遲，軟件定義的靈活性有效解決了多路處理器系統(tǒng)的靈活擴(kuò)展問題，具有很高的技術(shù)價(jià)值。
[0064]高可擴(kuò)展的多路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一在于如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的異構(gòu)集成，提高系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性以及效率。
[0065]本發(fā)明還提出了一種基于以上系統(tǒng)的系統(tǒng)資源管理與配置方法，該方法包括:
[0066]在包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、輸入/輸出I/O資源的系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)用管理模塊通過軟件配置的方式，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源圖，以動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源的配置，并通過系統(tǒng)資源配置模塊根據(jù)配置對(duì)系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行重新整合，通過系統(tǒng)資源管理模塊將系統(tǒng)硬件資源的整合配置信息反饋給上層的調(diào)度管理單元和應(yīng)用接口單元。
[0067]優(yōu)選地，基于軟件定義的系統(tǒng)資源管理與配置包括以下步驟:
[0068]在資源管理單元構(gòu)建可配置的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，并根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行定義，采用保留擴(kuò)展模式或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展；將擴(kuò)展后獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至軟件定義單元的任務(wù)調(diào)度管理單元。
[0069]其中，資源管理目錄并不是無限擴(kuò)展的(擁有目錄上限)，因此，需要根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模定義系統(tǒng)資源目錄，并采用保留擴(kuò)展模式，或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展。不論哪種擴(kuò)展方式，當(dāng)系統(tǒng)資源目錄達(dá)到主機(jī)系統(tǒng)地址空間上限時(shí)，系統(tǒng)即不可繼續(xù)擴(kuò)展。該方法的地址映射圖如圖3所示。
[0070]優(yōu)選地，保留擴(kuò)展模式是指:在系統(tǒng)地址空間中插入預(yù)留地址空間，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，則以在所述預(yù)留地址空間中插入與所述原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)地址的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0071]連續(xù)擴(kuò)展模式是指:當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展新的計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，則對(duì)系統(tǒng)地址空間以連續(xù)擴(kuò)展的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
[0072]本發(fā)明還提出了一種基于以上系統(tǒng)的系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度方法，該方法包括:
[0073]任務(wù)調(diào)度分配模塊接收底層硬件資源管理單元的資源圖信息，在計(jì)算任務(wù)執(zhí)行前，通過軟件對(duì)計(jì)算任務(wù)的特征以及計(jì)算需求進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)配執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的硬件資源。
[0074]優(yōu)選地，基于軟件定義的系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度包括以下步驟:
[0075]在資源管理單元對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展之后，將獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至調(diào)度管理單元，任務(wù)調(diào)度分配模塊根據(jù)新的系統(tǒng)硬件資源管理目中的系統(tǒng)硬件資源配置信息對(duì)應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使新的任務(wù)分配至新添加的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)。
[0076]優(yōu)選地，該步驟還包括:
[0077]當(dāng)系統(tǒng)減少資源時(shí)，由應(yīng)用接口單元的應(yīng)用管理模塊將需要減少的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)資源管理模塊形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄，并將形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄的信息反饋至應(yīng)用接口單元。
[0078]基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)保證了緊耦合共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)的擴(kuò)展性，同時(shí)異構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征也大大減少了多路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度及成本，提高了設(shè)計(jì)的靈活性和可重用性。
[0079]需要說明的是，以上所述的實(shí)施例僅是為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解而已，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，在不脫離本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明所做出的任何顯而易見的替換和改進(jìn)等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于軟件定義的混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:基本單元和軟件定乂單兀； 所述基本單元，包括:計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和輸入/輸出I/o資源節(jié)點(diǎn)；多個(gè)所述基本單元之間通過高速互連網(wǎng)絡(luò)相連； 所述軟件定義單元，用于使所述混合異構(gòu)主機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)資源管理與配置以及系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度均以軟件定義的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基本單元還包括協(xié)議處理芯片，用于進(jìn)行高速緩沖存儲(chǔ)器cache —致性協(xié)議維護(hù)，所述協(xié)議處理芯片之間通過光互連的方式實(shí)現(xiàn)高速互連。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)是指各種處理器規(guī)模的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，包括:1路、2路、4路、8路。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述軟件定義單元包括:應(yīng)用接口單元、資源管理單元和調(diào)度管理單元； 所述應(yīng)用接口單元包括應(yīng)用管理模塊，所述應(yīng)用管理模塊用于在包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、I/O資源的系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，通過軟件配置的方式，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源圖，以動(dòng)態(tài)調(diào)整所述系統(tǒng)硬件資源的配置； 所述資源管理單元包括:系統(tǒng)資源配置模塊和系統(tǒng)資源管理模塊； 所述系統(tǒng)資源配置模塊，用于根據(jù)所述系統(tǒng)硬件資源的配置對(duì)所述系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行重新整合； 所述系統(tǒng)資源管理模塊，用于將所述系統(tǒng)硬件資源的整合配置信息反饋給所述調(diào)度管理單元和所述應(yīng)用接口單元。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)資源管理模塊還用于:構(gòu)建可配置的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，并根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模對(duì)所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行定義； 所述系統(tǒng)資源配置模塊還用于:采用保留擴(kuò)展模式或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展；將擴(kuò)展后獲得的新的所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至所述調(diào)度管理單元； 其中，所述保留擴(kuò)展模式是指:在系統(tǒng)地址空間中插入預(yù)留地址空間，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，則以在所述預(yù)留地址空間中插入與所述原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)地址的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄； 所述連續(xù)擴(kuò)展模式是指:當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展新的計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，則對(duì)所述系統(tǒng)地址空間以連續(xù)擴(kuò)展的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度管理單元包括任務(wù)調(diào)度分配模塊，用于接收底層硬件資源管理層的資源圖信息，在計(jì)算任務(wù)執(zhí)行前，通過軟件對(duì)所述計(jì)算任務(wù)的特征以及計(jì)算需求進(jìn)行分析，并根據(jù)所述分析結(jié)果調(diào)配執(zhí)行所述計(jì)算任務(wù)的硬件資源。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述任務(wù)調(diào)度分配模塊還用于:接收所述系統(tǒng)資源配置模塊反饋的所獲得的新的所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄，根據(jù)新的所述系統(tǒng)硬件資源管理目中的系統(tǒng)硬件資源配置信息對(duì)應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使新的任務(wù)分配至新添加的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)； 所述應(yīng)用管理模塊還用于:當(dāng)系統(tǒng)減少資源時(shí)，將需要減少的所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)； 所述系統(tǒng)資源管理模塊還用于:在所述應(yīng)用管理模塊將需要減少的所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)后，形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄，并將形成所述預(yù)留地址空間或者刪除所述地址映射目錄的信息反饋至所述應(yīng)用管理模塊。
8.一種基于權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)的系統(tǒng)資源管理與配置方法，其特征在于，所述方法包括: 在包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、輸入/輸出I/o資源的系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)用管理模塊通過軟件配置的方式，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)硬件資源圖，以動(dòng)態(tài)調(diào)整所述系統(tǒng)硬件資源的配置，并通過系統(tǒng)資源配置模塊根據(jù)所述配置對(duì)所述系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行重新整合，通過系統(tǒng)資源管理模塊將所述系統(tǒng)硬件資源的整合配置信息反饋給上層的調(diào)度管理單元和應(yīng)用接口單元。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于軟件定義的系統(tǒng)資源管理與配置包括以下步驟: 在資源管理單元構(gòu)建可配置的系統(tǒng)硬件資源管理目錄，并根據(jù)需求的主機(jī)系統(tǒng)最大規(guī)模對(duì)所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行定義，采用保留擴(kuò)展模式或者連續(xù)擴(kuò)展模式對(duì)所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展；將擴(kuò)展后獲得的新的所述系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至所述軟件定義單元的任務(wù)調(diào)度管理單元。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于， 所述保留擴(kuò)展模式是指:在系統(tǒng)地址空間中插入預(yù)留地址空間，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展與原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，則以在所述預(yù)留地址空間中插入與所述原有計(jì)算節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)地址的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄； 所述連續(xù)擴(kuò)展模式是指:當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展新的計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，則對(duì)所述系統(tǒng)地址空間以連續(xù)擴(kuò)展的方式獲得新的系統(tǒng)資源目錄。
11.一種基于權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)的系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度方法,其特征在于，所述方法包括: 任務(wù)調(diào)度分配模塊接收底層硬件資源管理單元的資源圖信息，在計(jì)算任務(wù)執(zhí)行前，通過軟件對(duì)所述計(jì)算任務(wù)的特征以及計(jì)算需求進(jìn)行分析，并根據(jù)所述分析結(jié)果調(diào)配執(zhí)行所述計(jì)算任務(wù)的硬件資源。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，基于軟件定義的所述系統(tǒng)任務(wù)管理與調(diào)度包括以下步驟: 在資源管理單元對(duì)系統(tǒng)硬件資源管理目錄進(jìn)行擴(kuò)展之后，將獲得的新的系統(tǒng)硬件資源管理目錄反饋至調(diào)度管理單元，任務(wù)調(diào)度分配模塊根據(jù)新的所述系統(tǒng)硬件資源管理目中的系統(tǒng)硬件資源配置信息對(duì)應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使新的任務(wù)分配至新添加的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述步驟還包括: 當(dāng)系統(tǒng)減少資源時(shí)，由應(yīng)用接口單元的應(yīng)用管理模塊將需要減少的所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移至其他節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)資源管理模塊形成預(yù)留地址空間或者刪除地址映射目錄，并將形成所述預(yù)留地址空間或者刪除所述地址映射目錄的信息反饋至所述應(yīng)用接口單元。
【文檔編號(hào)】G06F9/50GK104391750SQ201410704773
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王恩東, 胡雷鈞, 李仁剛 申請(qǐng)人:浪潮(北京)電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司