[发明专利]一种基于空闲历史信息的计算阵列节能方法

摘要

本发明公开了一种基于空闲历史信息的计算阵列节能方法，目的是实现好的节能效果。技术方案是构造由能耗状态调节模块和能耗状态控制模块组成计算阵列节能系统，能耗状态调节模块构造计算结点的空闲历史信息队列，根据空闲历史信息设定计算结点进入S3休眠状态的时间点，将计算结点休眠的时间点传递给能耗控制模块。能耗状态控制模块根据能耗状态调节模块指定的时间点将空闲计算结点置于S3休眠状态，在已休眠计算结点被分配作业后唤醒计算结点。采用本发明能够有效控制计算结点的能耗状态切换次数，避免由于结点能耗状态频繁切换导致的系统不稳定，有效地实现计算阵列节能。

主权项

1.一种基于空闲历史信息的计算阵列节能方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，构造计算阵列节能系统，计算阵列节能系统是部署在高性能计算系统前端服务阵列中的服务器上的软件包，由能耗状态调节模块和能耗状态控制模块组成；能耗状态调节模块是节能优化决策模块，构造计算结点的空闲历史信息队列，根据空闲历史信息设定计算结点进入S3休眠状态的时间点，将计算结点休眠的时间点传递给能耗控制模块；能耗状态控制模块是节能优化实施模块，负责根据能耗状态调节模块指定的时间点将空闲计算结点置于S3休眠状态，在已休眠计算结点被分配作业后唤醒计算结点；第二步，设定节能参数：历史信息队列的时间窗口HISTORY_WINDOW，其取值决定了历史信息队列中保存的记录的时间约束；计算结点一天中允许能耗状态切换的次数SWITCHS_LIMIT；结点从空闲状态进入S3休眠状态的最短时间限制MINI_SUSPEND_TIME；第三步，能耗状态调节模块构造空闲历史信息队列，根据空闲历史信息设定计算结点进入S3休眠状态的时间点，方法是：3.1构造空闲历史信息队列hqueue，空闲历史信息队列的每条记录包括结点空闲开始时间戳S、结点本次空闲时间长度J；每当计算节点进入空闲状态时，记录当前时间为计算结点的空闲开始时间m；每当计算结点被分配作业时，当前时间为n，则在空闲历史信息队列中增加一条记录，该记录的值S＝m，J＝n－m；空闲历史信息队列按照J的值从大到小排序，J值大的记录放在队列前面；3.2定期检查hqueue队列中的记录项，删除S值小于T1的过期历史记录T1＝当前时间－HISTORY_WINDOW；3.3当计算结点上的作业全部结束时，能耗状态调节模块按以下方法动态设定允许该计算结点进入S3休眠状态的时间点SleepTime，达到节能目标，方法是：3.3.1在该计算结点的hqueue队列中检索S值最小的记录，将该记录的S值记为earlist，当前系统时钟为now，则hqueue队列的时间跨度timewidth=now-earlist；3.3.2在timewidth时间区间内，计算允许的能耗状态切换次数switchlimits ，switchlimits =＋1，其中DAY为一天中的秒数，即24*3600，为下取整操作；3.3.3从hqueue队列头开始检索前swithclimits条记录，如果hqueue队列中记录的总条数小于swithchlimits，说明该计算结点历史空闲的次数低于允许的能耗状态切换限制，设定该计算结点进入休眠状态前的空闲时间长度为T2，T2＝MINI_SUSPEND_TIME，则SleepTime= now+MINI_SUSPEND_TIME，转第四步； 3.3.4设定该计算结点进入休眠状态前的空闲时间长度为T3，T3＝，其中hqueue[x].J表示hqueue队列从队列头开始的第x条记录的结点空闲时间长度J值，则根据空闲历史信息队列可预测该结点的能耗状态切换次数不会超过switchlimits限制，据此计算允许该结点进入S3休眠状态的时间点SleepTime=now＋；第四步，能耗控制模块定期检测计算结点的状态，每当计算结点处于空闲状态而且当前时间超过计算结点能耗状态模块设定的休眠时间点SleepTime，则将该计算结点置于S3休眠状态； 第五步，高性能计算系统的资源分配软件负责分配用户作业所占用的计算结点，计算结点能耗控制模块检测到S3休眠状态的计算结点被分配作业后，调用操作系统提供的ACPI控制接口唤醒该结点。