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题名NUMA感知的云平台负载调度系统
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作者
娄杰
段宏键
曹华伟
叶笑春
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机构
处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所)
中国科学院大学计算机科学与技术学院
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出处
《高技术通讯》
北大核心
2025年第1期20-36,共17页
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基金
国家重点研发计划(2022YFB4501404)
北京市自然科学基金(4232036)资助项目。
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文摘
随着互联网的高速发展,云计算逐渐走向了云原生时代。在云原生领域中,对容器进行调度与编排的标准系统是Kubernetes。Kubernetes有着开源、可扩展、部署难度低等诸多优点,然而,随着容器化应用的多样化和底层资源的多元化,Kubernetes在以非统一存储访问(non-uniform memory access,NUMA)资源为代表的细粒度资源调度方面仍然存在不足,集群中计算资源利用率低、使用不均衡、系统关键资源争用等情况常常发生。本文以Kubernetes系统为基础,探究以NUMA为代表的细粒度资源的优化调度机制,具体研究点如下:(1)建立缓存管理器,对集群中基于容器的典型应用进行性能的建模与特征分析;(2)设计NUMA管理器,实现细粒度资源划分;(3)优化面向细粒度资源调度的算法,细粒度分配NUMA资源。通过NUMA感知的调度优化,本文所提方案提高了系统的关键资源利用率,提升了应用的运行速度,减少了集群中资源的争用以及资源使用上不均衡的现象。
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关键词
云计算
容器云平台
负载调度
非统一存储访问
资源划分
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Keywords
cloud computing
container cloud platform
workload scheduling
non-uniform memory access(numa)
resource partitioning
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分类号
TP393.09
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名NUMA结构的高效实时稳定的垃圾回收算法
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作者
廖彬
傅杰
靳国杰
王一光
王磊
章隆兵
王剑
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机构
中国科学院大学
计算机体系结构国家重点实验室
中国科学院计算技术研究所
龙芯中科技术有限公司
中国科学技术大学
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出处
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期125-134,共10页
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基金
国家"核高基"科技重大专项课题(2009ZX01028-002-003
2009ZX01029-001-003
+12 种基金
2010ZX01036-001-002
2012ZX01029-001-002-002)
国家自然科学基金(61221062
61100163
61133004
61173001
61232009
6122204
61432016)
863计划(2012AA010901
2012AA011002
2012AA012202
2013AA014301)资助项目
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文摘
针对非一致性内存访问架构（NUMA）在垃圾回收（GC）过程中存在大量的远程内存读写导致GC性能降低的问题，对GC过程的各个阶段进行分析与研究，提出了一种基于NUMA结构的高效实时稳定的GC算法。该算法首先基于NUMA结构改进传统分代GC机制的堆空间布局，然后通过控制GC过程中扫描活跃对象阶段的初始根对象选取、动态负载均衡阶段截取任务队列的选取以及复制活跃对象阶段对象复制位置的选取，大大减少GC过程中的远程访问次数。这种改进的GC机制对所有NUMA结构具有通用性。以Godson-3处理器的NUMA平台为例进行的实验结果显示，优化的GC机制极大地缩短了GC的时间，而且提高了应用程序的性能以及稳定性。在SPECjvm2008测试中，GC时间平均缩短了14．6％（GC总时间缩短4．1％-41．58％），应用程序的性能平均提升了4．68％（最高提升17．8％），应用程序的性能稳定性提升了76．2％。
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关键词
非一致性内存访问架构(numa)
垃圾回收(GC)
分代GC
活跃对象
根对象
动态负载均衡
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Keywords
non-uniform memory access architecture （numa）, garbage collection （GC）, generational GC,live object, root object, dynamic load balance
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分类号
TP301.6
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名基于NUMA架构的解释器访存优化设计与实现
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作者
任彤
傅杰
靳国杰
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机构
中国科学院大学
中国科学院计算技术研究所
中国电子设备系统工程公司研究所
计算机系统结构国家重点实验室
龙芯中科技术有限公司
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出处
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期661-668,共8页
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基金
国家“核高基”科技重大专项课题(2009ZX01028-002-003,2009ZX01029-001-003,2010ZX01036-001-002,2012ZX01029-001-002-002,2014ZX01020201)
国家自然科学基金(61221062,61133004,61173001,61232009,61222204,61432016)
863计划(2012AA010901,2012AA011002,2013AA014301)资助项目
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文摘
为了提高非一致内存访问(NUMA)架构虚拟机解释器的访存性能,研究了解释器在NUMA架构下的访存优化技术,提出了一种NUMA架构下的解释器访存优化方案,而且设计并实现了解释器的静态指令分派优化方法和动态指令分派优化方法。根据这一方案虚拟机启动时首先获取NUMA节点信息,并在每个NUMA节点中自动生成解释器所需的全部数据结构;解释器在运行时,通过静态或动态的指令分派技术来实现其执行线程在NUMA节点上访存的局部化。试验结果表明,上述方法能够显著提升解释器在NUMA系统中的性能。在DaCapo测试集上的总体性能提升了8%,最高性能提升幅度高达23%,而且算法实现代价低,适用于绝大多数的NUMA服务器系统。
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关键词
非一致内存访问(numa)
虚拟机
解释器
响应速度
启动性能
访存优化
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Keywords
non-uniform memory access （numa）, virtual machine, interpreter, response speed, startupperformance, memory optimization
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分类号
TP314
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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题名基于紧耦合单跳步多平面架构的高端服务器设计
被引量：7
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作者
王恩东
陈继承
胡雷钧
公维峰
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机构
浪潮集团有限公司
高效能服务器和存储技术国家重点实验室
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出处
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期111-116,共6页
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基金
863计划(2008AA01A202)
973计划(2010CB735905)资助项目
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文摘
针对高端服务器设计面临的可扩展性问题,提出了一种紧耦合单跳步多平面(TSMP)体系结构设计方法。该方法采用双侧多平面互连结构,支持8-32路规模无缝扩展;基于两级目录结构的高速缓存一致性实现方法,支持高并发一致性访问和高效冲突处理,有效降低一致性访问传输、处理延迟。该方法已应用于浪潮32路K1高端服务器的设计,对设计的系统进行了内存性能、处理性能和可扩展性测试,测试结果表明,采用该设计可使高端服务器的计算、访存性能随系统规模从单路到32路线性增长。K1高端服务器支持基于QPI1.0协议的Intel安腾(Itanium)4核CPU-Tukwila和8核CPU-Polson,是中国研制的首台投入商业化应用的高端服务器。
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关键词
缓存一致性非均匀存储访问(CC-numa)
紧耦合单跳步多平面(TSMP)
QPI协议
CACHE一致性
目录cache
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Keywords
cache coherence non-uniform memory access（ CC-numa）, tightly-coupled single-hop multi-plane（TSMP）, QPI, cache coherence, cache directory
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分类号
TP393.05
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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