用于针对数据中心的带外的基于功率的任务调度的技术的制作方法
【专利说明】用于针对数据中心的带外的基于功率的任务调度的技术
【背景技术】
[0001] 对于数据中心来说，功率消耗和热效率是整体利用率和效率的主要贡献者。在典 型的数据中心中，沿着功率和计算这两个主轴来执行对计算工作的调度。典型地，在机箱/ 外壳/机架层面上执行基于功率的管理。典型地，事先(例如，在数据中心的增建期间）作出 功率考虑。典型地，使用硬件和/或固件特征(例如，频率缩放、睡眠状态等)在每个主机层面 上间接地管理功率。相比之下，典型地，有时使用集中的批处理/网格/云调度器实体在系统 或数据中心层面上执行处理器、存储器、存储设备、I/O或其它计算资源调度。可以例如使用 操作系统度量动态地执行计算资源调度。特定第三方产品可以提供针对数据中心的操作系 统级的使用度量的集中监测。
【附图说明】
[0002] 在附图中，以示例的方式而非限制的方式对本文所描述的概念进行了说明。为了 说明的简洁和清楚，附图中示出的元件不必按比例绘制。在认为适当的地方，附图标记在图 之间重复以指示相对应的或类似的元件。
[0003] 图1是基于功率的任务调度系统的至少一个实施例的简化框图；
[0004] 图2是可由图1的计算节点建立的环境的至少一个实施例的简化框图；
[0005] 图3是可由图1和图2的计算节点执行的用于基于功率的任务调度的方法的至少一 个实施例的简化流程图；
[0006] 图4是可由图1和图2的计算节点执行的用于卸载任务的方法的至少一个实施例的 简化流程图；以及
[0007] 图5是可由图1和图2的计算节点执行的用于接受被卸载的任务的方法的至少一个 实施例的简化流程图。
【具体实施方式】
[0008] 尽管本公开内容的概念容许各种修改和替代形式，但其特定实施例已经通过示例 的方式在附图中示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解的是，并不是想要将本公开 内容的概念限定为所公开的特定形式，而恰好相反，旨在覆盖与本公开内容和所附权利要 求一致的所有修改、等价物、以及替代方案。
[0009]在说明书中对"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例"等的提及表示所描述的 实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以包括或可以不必包括该特定 特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指的是同一实施例。此外，当结合实施例来描述 特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，均认为结合其它实施例来实现这种特征、结 构或特性处于本领域的技术人员的知识范围之内。此外，应当意识到，包括在以"A、B和C中 的至少一个"形式的列表中的项目可以指的是(A); (B); (C); (A和B); (A和C); (B和C);或(A、 B和C)。类似的，以"A、B或C中的至少一个"形式列出的项目可以指的是(A); (B); (C); (A和 B); (A和C); (B和C)或(A、B和C)。
[0010] 在某些情况下，可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实施所公开的实施例。所 公开的实施例还可以被实施为由一个或多个暂时性或非暂时性机器可读(例如，计算机可 读)存储介质承载或存储在其上的指令，所述指令可由一个或多个处理器读取和执行。机器 可读存储介质可以实施为任何存储设备、机制、或用于以由机器可读的形式存储或传输信 息的其它物理结构(例如，易失性或非易失性存储器、媒体光盘或其它媒体设备）。
[0011] 在附图中，一些结构或方法特征可以按照特定布置和/或次序示出。然而，应当意 识到，这样的特定布置和/或次序可以不是必需的。更确切的说，在一些实施例中，可以按照 与示例性附图中所示的不同方式和/或次序来布置这些特征。此外，在特定附图中包含结构 或方法特征并不意味着暗示所有的实施例中都需要该特征，并且，在一些实施例中可以不 包括该特征或可以与其它特征组合。
[0012] 现在参考图1，在示例性实施例中，用于基于功率的任务调度的系统100包括经由 网络104通信的两个或更多个计算节点102。在使用中，如下文更详细讨论的那样，每个计算 节点102可以执行一个或多个任务，诸如，应用、脚本、作业或其它工作负荷。每个计算节点 102的固件环境监测相对应的计算节点102的功率消耗，并且，如果功率消耗超出最佳水平， 则可以广播请求以将任务经由网络104卸载到系统100中的其它远程计算节点102。卸载任 务请求可以包括(例如)针对被卸载的任务的功率需求，以及一个或多个计算需求(诸如，处 理器需求、存储器需求、存储设备需求、和/或I/O需求）。远程计算节点102的固件环境可以 捕获该卸载任务请求，并且基于该请求的需求和相对应的远程计算节点102的可用功率及 计算资源来确定是否接受该被卸载的任务。因此，可以基于实时功率消耗数据和计算利用 率度量，使用计算节点102的固件能力将任务分布在系统100的计算节点102之中。基于数据 中心上的功率消耗和计算利用率二者，系统100可以通过调度任务来提高功率效率和/或数 据中心的利用率。此外，系统100可以使用计算节点102的本地硬件和固件资源执行任务调 度，而不需要专门的操作系统工具或第三方工具。因此，任务调度可以不局限于由任何特定 供应商生产的计算节点102。另外地或可替代地，尽管示出为在多个计算节点102之中执行 去中心化的调度，但是在一些实施例中，系统100可以包括集中的管理器以在该计算节点 102中类似地调度任务。
[0013] 每个计算节点102可以被实施为能够执行本文所描述的功能的任何类型的运算或 计算设备，包括但不限于:计算机、多处理器系统、服务器、机架式服务器、刀片服务器、膝上 型计算机、笔记本计算机、网络设备、web设备、分布式计算系统、基于处理器的系统、和/或 消费电子设备。如图1所示，每个计算节点102示例性地包括处理器120、输入/输出子系统 122、存储器124、数据存储设备126、以及通信电路128。当然，在其它实施例中，计算节点102 可以包括其它或额外的部件，诸如服务器设备中通常能够找到的那些(例如，各种输入/输 出设备）。此外，在一些实施例中，可以将所示出的部件中的一个或多个合并在另一个部件 中或以其它方式形成另一个部件的一部分。例如，在一些实施例中，可以将存储器124或其 部分并入一个或多个处理器120中。
[0014]处理器120可以被实施为能够执行本文所描述的功能的任何类型的处理器。例如， 处理器120可以被实施为单核或多核处理器、数字信号处理器、微控制器、或其它处理器或 处理/控制电路。类似地，存储器124可以被实施为能够执行本文所描述的功能的任何类型 的易失性或非易失性存储器或数据存储设备。在操作中，存储器124可以存储在计算节点 102的操作期间使用的各种数据和软件，诸如操作系统、应用、程序、库、以及驱动。存储器 124可以经由I/O子系统122通信地耦合到处理器120,该I/O子系统122可以被实施为便于与 处理器120、存储器124以及计算节点102的其它部件的输入/输出操作的电路和/或部件。例 如，I/O子系统122可以被实施为或以其它方式包括存储器控制器中心、输入/输出控制中 心、固件设备、通信链路（即，对等链路、总线链路、电线、电缆、光导、印刷电路板迹线等)和/ 或便于输入/输出操作的其它部件和子系统。在一些实施例中，I/O子系统122可以形成片上 系统(SoC)的一部分，并且与处理器120、存储器124、以及计算节点102的其它部件一起合并 在单个集成电路芯片上。
[0015] 数据存储设备126可以被实施为用于短期或长期存储数据的任何类型的设备或多 个设备，例如，存储器设备和电路、存储器卡、硬盘驱动器、固态驱动器、或其它数据存储设 备。数据存储设备126可以存储用于在计算节点102上执行一个或多个任务的操作系统或应 用数据。此外，在一些实施例中，数据存储设备126可以包括固件卷或包括或建立固件环境 (诸如，UEFI固件分区）的其它存储位置。
[0016] 计算节点102的通信电路128可以被实施为能够使能在通信节点102和/或网络104 上的其它远程设备之间通信的任何通信电路、设备、或其集合。通信电路128可以被配置为 使用任何一种或多种通信技术(例如，有线或无线通信)和相关协议(例如，In fm i Band?、 以太网、Bluetooth?、Wi-Fi_?、WiMAX等）以产生这样的通信。通信电路128可以包括可以 同时使用以在网络104上传输数据的一个或多个网络适配器和/或网络端口。
[0017] 在一些实施例中，计算节点102可以包括管理引擎130。管理引擎130可以被实施为 提供计算节点102的远程配置、控制和/或管理的设备。管理引擎130可以包括带外（out of band)处理器，该带外处理器可以被实施为处理器、微控制器、或与计算节点102的主处理器 120分离且不同的其它控制电路。如此，管理引擎130能够独立地操作计算节点102的其余部 分的状态。也就是说，管理引擎130能够进行操作，而不管处理器120的操作状态，包括当计 算节点102断电时、当计算节点102执行预启动固件环境时、当计算节点102的操作系统活动 时、以及当操作系统死机或以其它方式不活动时。管理引擎130可以建立与由处理器120建 立的软件环境分离且不同的固件环境。管理引擎130还能够使用独立于计算节点102的状态 的通信电路128进行通信，也被称作"带外"通信。在一些实施例中，除了经由通信电路128连 接之外，或代替经由通信电路128连接，管理引擎130可以包括针对这样的带外通信的专用 网络适配器。在一些实施例中，可以将管理引擎130并入或以其它方式形成1/0子系统122的 一部分。
[0018] 如下文中更详细讨论的那样，计算节点102可以被配置为经由网络104彼此发送和 接收数据和/或与系统1〇〇的其它设备