Cpu工作频率的动态调节的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容涉及计算机系统领域。更特别地，提供了用于动态地改变中央处理单 元（CPU)所操作于的频率并因而改变其在操作期间消耗的功率的系统和方法。
【背景技术】
[0002] CPU的功率消耗取决于其操作所使用的频率和电压。调节由CPU所使用的功率的 现有方法（例如，ACPI或者高级配置和电源接口）的唯一目标是降低其消耗。这些方法通 常在工作负载轻时降低CPU的功率，同时允许其在工作负载重时增大。尽管能源消耗和该 能源随之而来的成本可能是一些个人用户和/或组织的关注，但是这并非总是它们具有的 关于其计算资产的操作的主要关注。
[0003] 例如，提供在线服务（例如，网站、应用）的组织与降低能源成本相比可能更关心 提供充足或者许诺的性能。这两种期望（性能和能源节约）经常是冲突的。因为调节CPU 的功率消耗的现有方法无法考虑并且也不考虑特定应用的性能要求，所以当CPU被节流时 组织的期望的性能目标可能受挫或者受阻碍。此外，如果主要或者关键应用的性能已经处 于功率增加之前的目标等级或者在功率增加之前的目标等级之上，则现有方法可能不一定 允许当能源消耗被增大以满足相对重的工作负载时的过度能源消耗。
【发明内容】
[0004] 本发明的各实施例涉及CPU工作频率的动态调节。
[0005] 根据本发明的示例性实施例，提供了一种动态调节中央处理单元（CPU)的操作的 方法，该方法包括：根据一个或多个度量，确定由该CPU执行的应用的当前性能；以及基于 该当前性能和在与该应用相关联的服务水平协议（SLA)中标识的目标性能，动态地修改该 CPU的工作频率，而不考虑该CPU除该应用之外的工作负载。
[0006] 根据本发明的示例性实施例，还提供了一种装置，包括：中央处理单元（CPU);以 及存储指令的存储器，该指令当被该CPU执行时使该装置：根据一个或多个度量，确定由 该CPU执行的应用的当前性能；以及基于该当前性能和在与该应用相关联的服务水平协议 (SLA)中标识的目标性能，动态地修改该CPU的工作频率，而不考虑该CPU除该应用之外的 工作负载。
[0007] 根据本发明的示例性实施例，还提供了一种系统，包括：监视器模块，包括存储指 令的计算机可读存储介质，该指令当被执行时使该系统根据一个或多个度量，确定由CPU 执行的应用的当前性能；引擎模块，包括存储指令的计算机可读存储介质，该指令当被执行 时使该系统基于该当前性能和在与该应用相关联的服务水平协议（SLA)中标识的目标性 能，动态地修改该CPU的工作频率，而不考虑该CPU除所述应用之外的工作负载。
【附图说明】
[0008] 图1是描绘了根据一些实施例的其中CPU工作频率被自动调节的系统的框图。
[0009] 图2A至图2B图示了根据一些实施例的多个性能阈值和性能区域。
[0010] 图3是图示了根据一些实施例的自动调节CPU工作频率的方法的流程图。
[0011] 图4是描绘了根据一些实施例的其中CPU工作频率被自动调节的装置的框图。
【具体实施方式】
[0012] 以下描述是为了使得任何本领域技术人员能够做出和使用所公开的实施例而给 出的，并且是在一个或多个特定应用及其要求的上下文中提供的。对所公开的实施例的各 种修改对本领域技术人员将是显而易见的，并且在此定义的一般原理在不脱离所公开的范 围的情况下可被应用于其他实施例和应用。因此，当前的一个或多个发明并非旨在与局限 于所示出的实施例，而是将根据与公开内容一致的最广范围。
[0013] 在一些实施例中，提供了用于动态调节CPU(中央处理单元）或者其他处理器组件 的操作的系统、装置和方法。这些调节的第一和主要的目标是满足由CPU所执行的应用或 服务的服务水平协议（SLA)的要求。次要目标是减少由CPU所消耗的电能或功率的量。
[0014] 在这些实施例中，通过改变单元所操作于的频率（即，其时钟速率）或者供应给单 元的电压水平来调节CPU的操作。因此，CPU的工作频率在有必要有助于满足SLA要求时 可被增大，但是如果在应用做得比SLA要求好的情况下可被减小。
[0015] 系统、装置和/或方法的实现方式可因实施例而异。在一些实施例中，在此描述的 功能被嵌入在计算设备的操作系统或者在该设备上执行的服务、实用（utility)或者其他 程序中。例如，后者的实施例之一可以引起新的管理者的创建或者对由Linux?操作系统 所提供的高级配置和电源接口（ACPI)实用或者类似实用内的现有管理者或者类似管理者 的修改。或者，功能可被嵌入在与由CPU所执行的其他处理并行执行的单独的程序内，乃至 被嵌入在被监视以促进满足其相关联的SLA的应用内。
[0016] 在一些实施例中，以多种方式中的任何方式来动态地调节CPU的工作频率。例如， "最大化"或者"最小化"调节分别将使工作频率立即变为最大或者最小。另外，"按比例增 大"或者"按比例减小"调节分别将使工作频率被增大或者减小缺省量或者在将进行调节时 指定的量。
[0017] 处理器组件的工作频率的调节方式以及其被调节的程度取决于根据吞吐量、响应 时间、延时和/或一些其他度量的与由处理器所执行的应用（或者服务）的服务水平协议 (SLA)相比的该应用（或者服务）的当前性能。例示性地，处理器的工作频率在应用的当前 性能下降到目标性能（例如，在SLA中标识的性能水平）之下的情况下可被立即最大化，在 当前性能仅满足或者略微超过目标性能的情况下可被稍微提高，并且在当前性能大大超过 目标性能的情况下可被减小。在一些情况下可以不进行调节。
[0018] 在一些实施例中，为了确定要进行哪个调节（如有的话）的目的而定义应用性能 的多个阈值。例如，一个阈值可以与应用的目标性能（例如，每秒IOK事件（事件/秒）的 吞吐量、200KBps吞吐量、IOOms响应时间）相匹配，另一阈值可被设置为目标性能的110 %， 另一阈值可被设置为125%，诸如此类。阈值可被设置为小于目标性能的100%。多个阈值 可被看作定义了各种性能区域，并且每个区域（或者每个阈值）在应用的当前性能水平与 该区域（或者阈值）相匹配时将使相关联的调节应用到CPU。可以按照任何周期性来测量 应用的当前性能；在一些实施例中，这一周期可以是十到二十秒的级别。
[0019] 调节还可以取决于正被调节的特定CPU。例如，不同CPU具有不同的最小和/或最 大工作频率，并且调节因而可以在它们遇到相同或者类似工作负载时因处理器而异。作为 示例，考虑具有1200MHz的最小工作频率、2001MHz的最大工作频率以及间隔IOOMHz的八 个附加工作频率水平（即，1300MHz、1400MHz，…，2000MHz)的例示性处理器或者CPU核心。 因此，使这一处理器的工作频率按比例增大或者按比例减小可以使其增大或者减小一个或 多个水平（或者增大至最大或者减小至最小）。其他CPU可具有更多或更少的工作频率、不 同的最大值和最小值和/或其他差异。
[0020] 更进一步地，对CPU的工作频率的调节可以取决于CPU的工作负载的简档 (profile)，或者至少取决于由应用所给出的负载。例如，随着时间，可以在一天中的不同时 间、在多个天、多个周等内跟踪工作负载。表示工作负载以示出相对高负载的时间段、相对 低负载的时间段、在高工作负载与低工作负载之间的转换等的了解到的简档或者历史简档 然后可被汇编。计划的简档或者预测的简档可被从历史简档得出以覆盖未来时间段，并且 可被改变以考虑到某个或者某些重要事件，诸如新版本应用的发布、新应用特征的发布、暂 时无法访问应用（例如，为了维护或者更新），等等。
[0021] 任何类型的简档在性能阈值/区域的选择期间都可以被应用，和/或可以被用来 改变与阈值或区域相关联的调节。例如，在增加负载或需求的预计或