Page 355 - 《软件学报》2020年第9期

2976 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.9, September 2020

度,而且工作负载如果完全是同类型访存为主的任务,S-Bridge 会考虑尽量将任务留在小核执行,从而无法充分
利用大核资源.因此,S-Bridge 在后面需要考虑 CPU 因子根据频率变化自适应学习以及任务阶段类型的细粒度
学习和预测.
第 4.2 节的实验结果总体表明:
(1) S-Bridge 对于没有考虑异构支持的调度算法效果明显,很大程度上减少了异构环境下调度的随机性;
而且 S-Bridge 对于微架构差异大的异构处理器效果会更加明显;
(2) S-Bridge 可以方便地在不同平台和内核版本上进行移植和实现,对不同版本的调度器起到异构适配
的效果;
(3) S-Bridge 能够与目前主流的异构调度算法(比如 HMP)协同工作,对 HMP 的任务类型适配性进行优化
有一定的效果.但是在完全异构的工作负载场景下,影响 S-Bridged 的异构适配效果.
4.3 讨 论
本节围绕以下 3 个方面进行讨论:一是 CPU 因子设置(实验中采用了经验值)对 S-Bridge 效果的影响;二是
微架构差异(实验中采用频率设置差异)对于 S-Bridge 效果的影响;三是 S-Bridge 的系统开销.
4.3.1 CPU 因子设置对 S-Bridge 效果的影响
在固定频率的情况下,CPU 因子的设置是否能反映不同核之间的处理能力差异,对于 S-Bridge 的效果影响
至关重要.图 10 表示:在大核和小核频率为 1.608G~0.72G 的时候,S-Bridge 在 CPU 因子设置为 1.5 的情况下性
能最优(本实验中,当 CPU 因子为 1.5 性能提升最明显,说明 1.5 合理反映了大小核处理能力的差异);而 CPU 因
子为 2 和 2.5 的时候,由于对于 CPU 处理能力差异性评估的不合理,会导致大核负载过重而影响性能,而且会造
成任务在大核和小核之间的迁移颠簸.因此,不合理的 CPU 因子会严重影响 S-Bridge 的效果,甚至起到负效果.

Fig.10 Speedup of the workload on the ARM platform with 0.72~1.608G under different CPU factor
which means the ratio of core capacity between the big core and the small core
图 10 ARM 平台上当大小核的频率固定为 1.608G~0.72G 时,不同 CPU 因子下工作负载的加速比对比
4.3.2 微架构差异对于 S-Bridge 效果的影响
本节通过设置大小核不同的时钟频率进行实验,讨论微架构差异对于 S-Bridge 的影响.图 11 表示 ARM 平
台上大核和小核之间不同的时钟频率设置下所有测试程序加速比的分布,大核设置固定频率为 1.608G,小核的
频率设置范围为 0.48G~1.104G.结果表示:S-Bridge 在大核和小核频率为 1.608G~0.72G 的时候性能最优,所有程
序的平均性能约 65%,有 50%的程序性能提升超过 70%;而在大核和小核频率为 1.608G~0.48G 效果相对较差,
平均约有 10%的性能提升.由于两个核的处理能力相差最大,在负载均衡的时候,更多的任务被迁移到大核上执
行,会出现大核在忙、而小核出现空闲的情况,这也是 S-Bridge 后续要继续考虑改进的情况.