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赵姗,郝春亮,翟健,李明树.S-Bridge:面向性能非对称异构多核处理器的负载均衡代理机制.软件学报,0,(0):0
S-Bridge:面向性能非对称异构多核处理器的负载均衡代理机制
S-Bridge: CPU Load Balancing Agent for Performance Asymmetric Multicore Processors
投稿时间:2018-08-04  修订日期:2018-11-15
DOI:10.13328/j.cnki.jos.005815
中文关键词:  异构多核  异构调度  负载均衡  统一指令集异构多核
英文关键词:heterogeneous multi-core  heterogeneous scheduling  load balancing  single-ISA heterogeneous multi-core
基金项目:国家自然科学基金青年基金(61305054)收稿时间:2018-08-04;修改时间:2018-11-15
作者单位E-mail
赵姗 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心, 北京 110190
中国科学院研究生院, 北京 100190 
 
郝春亮 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心, 北京 110190 chunliang@iscas.ac.cn 
翟健 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心, 北京 110190  
李明树 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心, 北京 110190  
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中文摘要:
      近年来,在移动计算环境中异构多核处理器已经逐渐成为主流.与传统同构的处理器设计相比,此类异构多核处理器以更低的功耗成本满足设备的计算需求.但是,异构环境下CPU核之间的微架构差异也为操作系统中的一些基本方法提出了新的挑战.本文面向性能非对称异构多核环境下调度的负载均衡问题,从系统层面提出了一种负载均衡机制S-Bridge,可以减少处理器微架构差异以及任务执行需求差异对传统负载均衡带来的影响.S-Bridge的主要贡献是从系统层提供了通用的、适配异构性的负载均衡相关接口,使任意调度器都能方便地与异构多核处理器系统进行适配.本文基于CFS和HMP调度器在ARM平台上进行实验,同时在X86平台上进行S-Bridge通用性的验证,结果表明,S-Bridge可以支持不同真实平台和内核版本的快速实现,平均性能提升超过15%,部分情况下可达65%.
英文摘要:
      In recent years, heterogeneous multi-core processors have gradually become the mainstream in the mobile computing environment. Compared with the traditional processor design, they can meet the computing needs of devices at a lower power cost. Microarchitecture differences between the CPU cores also pose new challenges for some basic methods in the operating systems. In this paper, in order to resolve the load balancing problem of heterogeneous scheduling, a new load balancing mechanism called S-Bridge is proposed, which reduces the influence of the processor microarchitecture and the task requirement diversity. The main contribution of S-Bridge is to provide an universal, heterogeneity-aware load balancing interface, so that any scheduler can easily adapt to the heterogeneous multi-core processor systems. The experiments based on CFS and HMP on the X86 and ARM platforms show that S-Bridge can be implemented on different platforms with different kernel versions. The average performance increases by more than 15%, and in some best cases 65% is achieved.
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