CN113722085B - 图形资源的分配方法与分配*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图形资源的分配方法与分配***。所述方法包括：获得多个图形处理单元中的第一图形处理单元与至少一中央处理单元之间的第一关联信息；获得所述第一图形处理单元与所述多个图形处理单元中的至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息；根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的分群拓墣结构；以及根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的图形资源分配。藉此，可有效提高图形处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种***资源分配技术，尤其涉及一种图形资源的分配方法与分配***。
背景技术
随着科技的进步，对于计算机***的运算速度的要求也越来越高。因此，部分计算机***可配置多个图形处理单元(Graphic Processing Unit,GPU)以协助中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)进行与图形相关的运算处理。然而，在现有的工作机制中，与某一中央处理单元有关的图形处理工作往往是随机地分配给一或多个图形处理单元进行处理，而并未考虑到接收到此图形处理工作的图形处理单元与此中央处理单元之间的沟通路径(或信号传递路径)是否过于复杂，进而导致***效能降低。
发明内容
本发明提供一种图形资源的分配方法与分配***，可有效提高图形处理效率。
本发明的实施例提供一种图形资源的分配方法，其包括：获得多个图形处理单元中的第一图形处理单元与至少一中央处理单元之间的第一关联信息；获得所述第一图形处理单元与所述多个图形处理单元中的至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息；根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的分群拓墣结构；以及根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的图形资源分配。
本发明的实施例另提供一种图形资源的分配***，其包括至少一中央处理单元、多个图形处理单元、存储装置及图形资源分配器。所述多个图形处理单元连接至所述至少一中央处理单元。所述存储装置连接至所述至少一中央处理单元与所述多个图形处理单元。所述图形资源分配器连接至所述存储装置。所述图形资源分配器用以从所述存储装置获得所述多个图形处理单元中的第一图形处理单元与所述至少一中央处理单元之间的第一关联信息。所述图形资源分配器更用以从所述存储装置获得所述第一图形处理单元与所述多个图形处理单元中的至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息。所述图形资源分配器更用以根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的分群拓墣结构。所述图形资源分配器更用以根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的图形资源分配。
基于上述，根据第一图形处理单元与中央处理单元之间的第一关联信息与所述第一图形处理单元与至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息后，多个图形处理单元的分群拓墣结构可被建立。尔后，根据所述分群拓墣结构，所述多个图形处理单元的图形资源可被妥善分配，从而有效提升图形处理效率。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例所示出的图形资源的分配***的示意图；
图2是根据本发明的一实施例所示出的中央处理单元与图形处理单元的实体连接关系的示意图；
图3是根据本发明的一实施例所示出的第一关联信息的示意图；
图4是根据本发明的一实施例所示出的第二关联信息的示意图；
图5是根据本发明的一实施例所示出的分群拓墣结构的示意图；
图6是根据本发明的一实施例所示出的图形资源的分配方法的流程图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是根据本发明的一实施例所示出的图形资源的分配***的示意图。请参照图1，***(亦称为图形资源的分配***)10可实作于笔记本电脑、台式电脑、工业计算机或服务器等各式具有数据处理与图形处理功能的电子装置(或计算机装置)中。
***10包括中央处理单元(CPU)11(1)～11(n)、图形处理单元(GPU)12(1)～12(m)、存储装置13及图形资源分配器14。中央处理单元(CPU)11(1)～11(n)中的每一者可以是指一个中央处理单元芯片。图形处理单元12(1)～12(m)中的每一者可以是指一个图形处理单元芯片。在运作上，中央处理单元11(1)～11(n)与图形处理单元12(1)～12(m)可协同运作，以共同完成数据处理与图形处理任务。中央处理单元11(1)～11(n)的总数与图形处理单元12(1)～12(m)的总数皆可是实务需求决定，本发明不加以限制。
存储装置13用以存储数据。存储装置13可包括易失性存储器模块与非易失性存储器模块。易失性存储器模块可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)等可易失性地存储数据的存储器媒体。非易失性存储器模块可包括只读存储器(Read Only Memory,ROM)和/或快闪存储器(flash memory)等可非易失性地存储数据的存储器媒体。
图形资源分配器14连接至中央处理单元11(1)～11(n)、图形处理单元12(1)～12(m)及存储装置13。在一实施例中，图形资源分配器14可实作为可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程序化逻辑装置(Programmable Logic Device,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。在一实施例中，图形资源分配器14亦可实作为程序码并存储于存储装置13中。
存储装置13中存储有表格信息131与132。表格信息131与132例如是在将中央处理单元11(1)～11(n)与图形处理单元12(1)～12(m)安装至***10的主机板(未示出)后，由***10的作业***(例如Windows作业***)或BIOS等***工具自行扫描相关的硬体信息而自动产生。
表格信息131记载了中央处理单元11(1)～11(n)与图形处理单元12(1)～12(m)之间的关联信息。特别是，表格信息131可记载图形处理单元12(1)～12(m)中的某一图形处理单元(亦称为第一图形处理单元)与中央处理单元11(1)～11(n)之间的关联信息(亦称为第一关联信息)。例如，第一关联信息可包括第一图形处理单元在中央处理单元11(1)～11(n)中所预设优先使用的某一中央处理单元(亦称为第一中央处理单元)的核心号码(corenumber)信息。
表格信息132记载了图形处理单元12(1)～12(m)彼此间的关联信息。特别是，表格信息132可记载所述第一图形处理单元与图形处理单元12(1)～12(m)中的其余图形处理单元(亦称为第二图形处理单元)之间的关联信息(亦称为第二关联信息)。例如，第二关联信息可包括第一图形处理单元与所述第二图形处理单元之间的邻近等级信息。
图形资源分配器14可从存储装置13中读取表格信息131与132以获得所述第一关联信息与所述第二关联信息。根据第一关联信息与第二关联信息，图形资源分配器14可建立图形处理单元12(1)～12(m)的分群拓墣结构。尔后，图形资源分配器14可根据所建立的分群拓墣结构执行图形处理单元12(1)～12(m)的图形资源分配。例如，当需要执行与中央处理单元11(1)～11(n)中的至少一者有关的图形处理任务时，图形资源分配器14可根据所建立的分群拓墣结构从图形处理单元12(1)～12(m)中选择合适的图形处理单元并将此图形处理任务分配给所选择的图形处理单元进行处理。
图2是根据本发明的一实施例所示出的中央处理单元与图形处理单元的实体连接关系的示意图。请参照图1与图2，假设中央处理单元11(1)～11(n)包括中央处理单元11(1)与11(2)且图形处理单元12(1)～12(m)包括图形处理单元12(1)～12(8)。
中央处理单元11(1)与11(2)经由接口21(1)～21(4)连接至图形处理单元12(1)～12(8)。例如，中央处理单元11(1)经由接口21(1)连接至图形处理单元12(1)与12(2)并经由接口21(2)连接至图形处理单元12(3)与12(4)。中央处理单元11(2)经由接口21(3)连接至图形处理单元12(5)与12(6)并经由接口21(4)连接至图形处理单元12(7)与12(8)。接口21(1)～21(4)可分别包括PCIe交换器或其他类型的实体连接接口。
须注意的是，在图2的实施例中，当上层的中央处理单元11(1)与11(2)分配图形处理任务给下层的图形处理单元12(1)～12(8)或者上层的中央处理单元11(1)与11(2)从下层的图形处理单元12(1)～12(8)接收图形处理任务的处理结果时，中央处理单元11(1)可直接经由接口21(1)与21(2)与图形处理单元12(1)～12(4)通信，且中央处理单元11(2)可直接经由接口21(3)与21(4)与图形处理单元12(5)～12(8)通信。然而，若涉及跨中央处理单元的任务和/或处理结果的交换时，中央处理单元11(1)须经由中央处理单元11(2)才能与图形处理单元12(5)～12(8)通信，且中央处理单元11(2)须经由中央处理单元11(1)才能与图形处理单元12(1)～12(4)通信。
基于上述通信方面的限制，若随机选择图形处理单元来辅助特定中央处理单元进行图形处理，则可能因为图形处理单元的选择不佳，而导致信号传递发生延迟，进而导致整体的图形处理效能下降。在一实施例中，所建立的分群拓墣结构可至少部分反映上层的中央处理单元与下层的图形处理单元之间的实体连接关系。因此，当需要分配图形处理资源时，图形资源分配器14可根据此分群拓墣结构选择较为合适的一或多个图形处理单元来辅助特定的中央处理单元进行图形运算，从而提升整体图形处理效能下降。
为了说明方便，以下假设中央处理单元11(1)与11(1)的编号分别为CPU#1与CPU#2。此外，假设图形处理单元12(1)～12(8)的编号分别为GPU#1、GPU#2、GPU#4、GPU#5、GPU#3、GPU#6、GPU#7及GPU#8。
图3是根据本发明的一实施例所示出的第一关联信息的示意图。图4是根据本发明的一实施例所示出的第二关联信息的示意图。请参照图1至图3，假设第一关联信息包括关联信息31。关联信息31可反映中央处理单元11(1)～11(2)与图形处理单元12(1)～12(8)之间的关联。例如，关联信息31可反映图形处理单元GPU#1～GPU#8所预设优先使用的中央处理单元的核心号码编号分别为CPU core#1、CPU core#1、CPU core#2、CPU core#1、CPUcore#1、CPU core#2、CPU core#2及CPU core#2。其中，CPU core#1例如是中央处理单元11(1)的核心号码编号，而CPU core#2例如是中央处理单元11(2)的核心号码编号。
根据关联信息31，图形资源分配器14可获得每一图形处理单元所属的群组。例如，根据关联信息31，图形资源分配器14可决定图形处理单元GPU#1～GPU#8分别属于群组1、群组1、群组2、群组1、群组1、群组2、群组2及群组2。属于群组1的图形处理单元可包含至少部分预设优先使用中央处理单元CPU#1的图形处理单元(例如图形处理单元GPU#1、GPU#2、GPU#4、GPU#5)。属于群组2的图形处理单元可包含至少部分预设优先使用中央处理单元CPU#2的图形处理单元(例如图形处理单元GPU#3、GPU#6、GPU#7、GPU#8)。
请参照图1至图4，假设第二关联信息包括关联信息41。关联信息41可反映图形处理单元12(1)～12(8)彼此之间的关联。例如，关联信息41可反映特定图形处理单元(即第一图形处理单元)与其余图形处理单元(即第二图形处理单元)之间的邻近等级信息。
在一实施例中，邻近等级信息可以多个图形处理单元之间距离较近的等级(Rank)1与多个图形处理单元之间距离较远的等级2来表示。例如，关联信息41可记载图形处理单元GPU#1与图形处理单元GPU#2、GPU#3、GPU#4及GPU#5之间的距离较近，且其与图形处理单元GPU#6、GPU#7及GPU#8之间的距离较远；图形处理单元GPU#2与图形处理单元GPU#1、GPU#4及GPU#5之间的距离较近，且其与图形处理单元GPU#3、GPU#6、GPU#7及GPU#8之间的距离较远；图形处理单元GPU#3与图形处理单元GPU#1、GPU#6、GPU#7及GPU#8之间的距离较近，且其与图形处理单元GPU#2、GPU#4及GPU#5之间的距离较远等。
须注意的是，关联信息41所记载的信息可能无法完全正确地反映上层的中央处理单元11(1)与11(2)与下层的图形处理单元12(1)～12(8)之间真正的实体连接关系。例如，对于图形处理单元GPU#1而言，关联信息41反映图形处理单元GPU#3是属于距离较近的图形处理单元，但是，实际上，图形处理单元GPU#3是连接至另一中央处理单元11(2)，而非中央处理单元11(1)。因此，若单纯根据关联信息41来建立分群拓墣结构，可能会发生误判，进而影响后续的图形处理效能。
因此，在一实施例中，在建立分群拓墣结构时，图形资源分配器14可针对每一个图形处理单元筛选出属于同一个群组且距离较近的图形处理单元(亦称为第三图形处理单元)。例如，根据关联信息41，图形资源分配器14可选择图形处理单元GPU#2、GPU#3、GPU#4及GPU#5作为与图形处理单元GPU#1最邻近的图形处理单元，选择图形处理单元GPU#1、GPU#4及GPU#5作为与图形处理单元GPU#2最邻近的图形处理单元，并选择图形处理单元GPU#1、GPU#6、GPU#7及GPU#8作为与图形处理单元GPU#3最邻近的图形处理单元。然后，根据所筛选出的第三图形处理单元与对应的第一图形处理单元是否属同一个群组，图形资源分配器14可决定最终建立的分群拓墣结构中与第一图形处理单元有关的分群拓墣结构(亦称为第一分群拓墣结构)。
图5是根据本发明的一实施例所示出的分群拓墣结构的示意图。请参照图1至图5，根据关联信息31与41，在建立属于群组1的图形处理单元GPU#1的分群拓墣结构51时，属于相同的群组1且最邻近图形处理单元GPU#1的图形处理单元GPU#2、GPU#4及GPU#5会被保留于分群拓墣结构51中，而属于不同的群组2但被误记为也是最邻近图形处理单元GPU#1的图形处理单元GPU#3则会从分群拓墣结构51中移除。
在建立属于群组1的图形处理单元GPU#2的分群拓墣结构52时，属于相同的群组1且最邻近图形处理单元GPU#2的图形处理单元GPU#1、GPU#4及GPU#5会被保留于分群拓墣结构52中。在建立属于群组2的图形处理单元GPU#3的分群拓墣结构53时，属于相同的群组2且最邻近图形处理单元GPU#3的图形处理单元GPU#6、GPU#7及GPU#8会被保留于分群拓墣结构53中，而属于不同的群组1但被误记为也是最邻近图形处理单元GPU#3的图形处理单元GPU#1则会从分群拓墣结构53中移除。依此类推，其余图形处理单元GPU#4～GPU#8所对应的分群拓墣结构也可被建立。
尔后，当欲分配图形运算所需的图形资源时，图形资源分配器14可选择同属于分群拓墣结构51的图形处理单元GPU#1以及图形处理单元GPU#2、GPU#4及GPU#5中的至少一者来协同进行图形运算，或者选择同属于分群拓墣结构53的图形处理单元GPU#3以及图形处理单元GPU#6、GPU#7及GPU#8中的至少一者来协同进行图形运算等。相较于随机选择可用的图形处理单元来进行图形处理，根据前述实施例中所建立的分群拓墣结构来选择图形处理单元可有效提高整体的图形运算效能。
须注意的是，虽然在前述实施例中是以图2作为上层的中央处理单元与下层的图形处理单元之间的实体连接关系的范例，但本发明不限于此。在另一实施例中，上层的中央处理单元与下层的图形处理单元之间的实体连接关系还可以具有其他连接形态，例如更多层或经由更多或更少的接口连接等等，本发明不加以限制。此外，无论上层的中央处理单元与下层的图形处理单元之间的实体连接关系为何，一旦将中央处理单元与图形处理单元安装至主机板后，图1的表格信息131与132即可自动产生。尔后，相应的分群拓墣结构即可根据表格信息131与132而建立，在此不重复赘述。
图6是根据本发明的一实施例所示出的图形资源的分配方法的流程图。请参照图6，在步骤S601中，获得多个图形处理单元中的第一图形处理单元与至少一中央处理单元之间的第一关联信息。在步骤S602中，获得所述第一图形处理单元与所述多个图形处理单元中的至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息。在步骤S603中，根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的分群拓墣结构。在步骤S604中，根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的图形资源分配。
然而，图6中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。值得注意的是，图6中各步骤可以实作为多个程序码或是电路，本发明不加以限制。此外，图6的方法可以搭配以上范例实施例使用，也可以单独使用，本发明不加以限制。
综上所述，本发明的实施例可根据第一关联信息对图形处理单元进行分组。接着，根据分组结果与第二关联信息，图形处理单元的分群拓墣结构可被建立。根据所建立的分群拓墣结构，多个图形处理单元的图形资源可被妥善分配与使用，从而有效提升往后的图形处理效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种图形资源的分配方法，其特征在于，包括：
获得多个图形处理单元中的第一图形处理单元与至少一中央处理单元之间的第一关联信息，其中所述第一关联信息反映所述第一图形处理单元所预设使用的中央处理单元是所述至少一中央处理单元中的第一中央处理单元；
获得所述第一图形处理单元与所述多个图形处理单元中的至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息，其中所述第二关联信息反映所述第一图形处理单元与所述至少一第二图形处理单元之间的距离；
根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的分群拓墣结构；以及
根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的图形资源分配，
其中根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的所述分群拓墣结构的步骤包括：
根据所述第一关联信息获得所述第一图形处理单元所属的第一群组；
根据所述第二关联信息从所述至少一第二图形处理单元中选择至少其中之一作为与所述第一图形处理单元最邻近的第三图形处理单元；以及
根据所述第三图形处理单元是否属于所述第一群组，决定所述分群拓墣结构中与所述第一图形处理单元有关的第一分群拓墣结构，
其中根据所述第三图形处理单元是否属于所述第一群组，决定所述分群拓墣结构中与所述第一图形处理单元有关的所述第一分群拓墣结构的步骤包括：
若所述第三图形处理单元属于所述第一群组，将所述第三图形处理单元保留于所述第一分群拓墣结构中；以及
若所述第三图形处理单元不属于所述第一群组，将所述第三图形处理单元从所述第一分群拓墣结构中移除，
其中根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的所述图形资源分配的步骤包括：
选择所述第一图形处理单元及同属所述第一分群拓墣结构的至少一图形处理单元来协同进行图形运算。
2.根据权利要求1所述的图形资源的分配方法，其中所述第一关联信息记载所述第一中央处理单元的核心号码信息，且所述核心号码信息包括所述第一中央处理单元的核心号码编号。
3.根据权利要求1所述的图形资源的分配方法，其中所述第二关联信息记载所述第一图形处理单元与所述至少一第二图形处理单元之间的邻近等级信息，且所述邻近等级信息反映所述第一图形处理单元与所述至少一第二图形处理单元之间的所述距离。
4.一种图形资源的分配***，其特征在于，包括：
至少一中央处理单元；
多个图形处理单元，连接至所述至少一中央处理单元；
存储装置；以及
图形资源分配器，连接至所述至少一中央处理单元、所述存储装置及所述多个图形处理单元，
其中所述图形资源分配器用以从所述存储装置获得所述多个图形处理单元中的一第一图形处理单元与所述至少一中央处理单元之间的第一关联信息，其中所述第一关联信息反映所述第一图形处理单元所预设使用的中央处理单元是所述至少一中央处理单元中的第一中央处理单元，
所述图形资源分配器更用以从所述存储装置获得所述第一图形处理单元与所述多个图形处理单元中的至少一第二图形处理单元之间的第二关联信息，其中所述第二关联信息反映所述第一图形处理单元与所述至少一第二图形处理单元之间的距离，
所述图形资源分配器更用以根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的分群拓墣结构，并且
所述图形资源分配器更用以根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的图形资源分配，
其中根据所述第一关联信息与所述第二关联信息建立所述多个图形处理单元的所述分群拓墣结构的操作包括：
根据所述第一关联信息获得所述第一图形处理单元所属的第一群组；
根据所述第二关联信息从所述至少一第二图形处理单元中选择至少其中之一作为与所述第一图形处理单元最邻近的第三图形处理单元；以及
根据所述第三图形处理单元是否属于所述第一群组，决定所述分群拓墣结构中与所述第一图形处理单元有关的第一分群拓墣结构，
其中根据所述第三图形处理单元是否属于所述第一群组，决定所述分群拓墣结构中与所述第一图形处理单元有关的所述第一分群拓墣结构的操作包括：
若所述第三图形处理单元属于所述第一群组，将所述第三图形处理单元保留于所述第一分群拓墣结构中；以及
若所述第三图形处理单元不属于所述第一群组，将所述第三图形处理单元从所述第一分群拓墣结构中移除，
其中根据所述分群拓墣结构执行所述多个图形处理单元的所述图形资源分配的操作包括：
选择所述第一图形处理单元及同属所述第一分群拓墣结构的至少一图形处理单元来协同进行图形运算。
5.根据权利要求4所述的图形资源的分配***，其中所述第一关联信息记载所述第一中央处理单元的核心号码信息，且所述核心号码信息包括所述第一中央处理单元的核心号码编号。
6.根据权利要求4所述的图形资源的分配***，其中所述第二关联信息记载所述第一图形处理单元与所述至少一第二图形处理单元之间的邻近等级信息，且所述邻近等级信息反映所述第一图形处理单元与所述至少一第二图形处理单元之间的所述距离。
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