超算CAE云平臺作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，我國超級計算機的硬件計算能力突飛猛進，然而超級計算應用能力仍然較差，構(gòu)建超算CAE(Computer Aided Engineering)云平臺是一種有效的解決方案，作業(yè)管理是該平臺的核心系統(tǒng)。然而CAE作業(yè)之間具有較強的依賴性，一個任務在執(zhí)行時需要等待其不在同一個處理器上的前驅(qū)任務的完成，作業(yè)之間的通信所耗費的時間比較長，從而使得該任務與其分配在同一個處理器上的前驅(qū)任務之間的空閑時間比較長，該空閑時間如果不合理利

2、用，會增加處理器的執(zhí)行能耗。本文的目的是設計并實現(xiàn)CAE云平臺作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)，并在依賴任務復制和處理器合并的基礎上提出一種空閑時間優(yōu)化節(jié)能調(diào)度策略，以降低作業(yè)調(diào)度運行的能耗，通過實驗進行仿真和真實算例的測試驗證了該策略的有效性。本文的主要工作有以下兩點:
　　(1)基于超級計算機設計并實現(xiàn)了一個CAE云平臺作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)，通過該平臺，普通用戶可以以WEB的方式隨時隨地訪問超級計算機上的CAE資源，用戶只需按需付費使用即可，充分

3、發(fā)揮超級計算機強大的計算能力的同時大大降低了用戶的使用成本。然而，CAE作業(yè)往往非常大且具有依賴性，使得作業(yè)完成周期長，作業(yè)間的通信造成依賴任務之間的等待時間變長，從而增加了同一個處理器上的兩個任務之間的空閑時間，作業(yè)完成周期長和空閑時間的增加會增大作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)的能耗。
　　(2)本文針對CAE作業(yè)調(diào)度的能耗問題，提出了一種基于依賴任務的空閑時間優(yōu)化節(jié)能調(diào)度策略，首先基于任務復制調(diào)度算法把關(guān)鍵路徑上的任務復制到非關(guān)鍵路徑上，以

4、降低任務執(zhí)行的調(diào)度長度;然后將運行任務較少的處理器上的任務合并到運行任務較多的處理器上，初步降低計算節(jié)點上的運算能耗;最后，對合并后的處理器上具有空閑時間的任務采用降壓降頻的DVFS(DynamicVoltageand Frequency Scaling)策略來降低處理器的執(zhí)行能耗?；贑loudSim仿真平臺對提出的策略進行了實驗，并將該策略集成到作業(yè)管理系統(tǒng)中，通過實際算例的運行進行了測試，實驗和測試結(jié)果表明，在保證調(diào)度長度不變的情