JPH02280266A - 並列電子計算機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複数のプロセッサを有して負荷を各プロセッサ
に割当てて処理する並列電子計算機システムにかかわり
、特に各プロセッサの負荷が均等になるよう短時間で各
プロセッサにおける負荷（仕事量）の割り当てを行うこ
とができ、処理能率の向上を図ることができるように負
荷分散方式の改善を図った並列電子計算機システムに関
する。

（従来の技術） 並列電子計算機システムは複数のプロセッサ（処理装置
；　ＣＰＵ　）を設けて、一つのオペレーティングシス
テム（Ｏ８）の管理下により一つのアプリケーションを
これらプロセッサで処理するシステムであり、逐次発生
する負荷をこれらのプロセッサに順次割当てて分散処理
させることにより、全体として処理能力の増大を図るこ
とのできるシステムである。

ところで従来、このような並列電子計算機システムでは
重い負荷がかかっているプロセッサが自分の負荷を他の
プロセッサに移し変えようとする時には先ず初めに最も
負荷が軽いプロセッサを探し、その見つけた軽負荷のプ
ロセッサに対して負荷を移すようにするか、あるいは重
い負荷がかかっているプロセッサが他のプロセッサを無
作為に選び、次にその選んだ相手プロセッサの負荷が自
分より軽いか否かを判断して相手プロセッサの負荷が軽
かった場合に、そのプロセッサに自分の負荷の一部を移
す等していた。しかし、ある重い負荷を負ったプロセッ
サが自分の負荷を他の軽負荷のプロセッサに移し替える
にあたり、相手の負荷を逐次調べて行かねばならず、最
も負荷が軽いプロセッサを見つけるのに手間がかかった
り、無作為に選び出す方式では選び出したプロセッサの
負荷が自己の負荷より重く、そのためにさらに選定を重
ねる等、何度も選び直したりしなければならないことも
あり、１１．７間を要する他、また、無作為に選び出し
たプロセッサの負荷が自分の負荷よりも軽い場合でも実
際にはまだ他にもっと負荷の軽いプロセッサが存在する
場合等があり、システムを構成する複数のプロセッサに
対して、負荷が均等になるよう、プロセッサに効率的に
割り当てることが困難であった。

（発明が解決しようとする課８） 並列電子計算機システムでは逐次発生する負荷を複数あ
るプロセッサのいずれかに、順次割当てて処理させるが
、従来、このような並列計算機システムは重い負荷がか
かっているプロセッサが自分の負荷を他のプロセッサに
移し変える場合には最も負荷が軽いプロセッサを見つけ
てからそのプロセッサに負荷を移したり、重負荷のプロ
セッサが他のプロセッサを無作為に選び、相手の負荷が
自分より軽いか否かを判断して軽かった場合に、そのプ
ロセッサに自分の負荷の一部を移すようにしていた。

しかし、従来方式ではある重い負荷を負ったプロセッサ
が自分の負荷を他の軽負荷のプロセッサに移し替えるに
あたり、相手の負荷を逐次調べて行かねばならず、従っ
て、最も負荷が軽いプロセッサを見つけるのに手間がか
かったり、また、無作為に選び出す方式では選び出した
プロセッサの負荷が自分の負荷より重いことがわかり、
何度も選び直したり、また、最終的に選定したプロセッ
サより更に負荷が軽いプロセッサが他に存在する場合等
があり、短い時間でしかも、各プロセッサに負荷が均等
になるよう、効率的に割り当てることが困難であった。

そこでこの発明の目的とするところは短い時間で、しか
も、負荷を均等且つ効率的に各プロセッサに−割り当て
ることができるようにした並列電子計算機システムを提
Ｏ（することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する
。すなわち、複数のブロモ・ソサを有し発生する負荷を
各プロセッサに割当てて処理する並列計算機システムに
おいて、各々のプロセッサには他のプロセッサからの各
ブロモ・ソサ負荷量情報を受けてこれらを負荷量の順に
編集して更新保持すると共に自己プロセッサにおける負
荷の実行に伴う負荷量の情報を得てこれを更新記憶する
管理手段と、この管理手段が更新記憶した前記自己プロ
セッサにおける負荷量情報を他のブロモ・ツサに送出し
、他のプロセッサ側から送られる負荷量を受信する伝送
手段と、自己ブロモ・ツサに対しての新発生負荷がある
ときは前記管理手段の保持した負荷量情報をもとに負荷
を分散するに最適な他のプロセッサの有無を調べ、最適
ブロモ・ンサがあるときは当該新発生負荷をその最適ブ
ロモ・ソサに分担させるべく制御する判断手段とを具備
して構成する。また、前記判断手段が最適ブロモ・ツサ
ありと判断し、且つ、前記自己プロセッサと前記最適プ
ロセッサの負６１量が近似しているときは、効率を演算
し、効率向上が期待できないときは新発生負荷をＯプロ
セッサにて処理するべく判断手段に指令する状況判断手
段を設けて構成する。

（作　用） このような構成において、複数のプロセッサを有し発生
する負荷を各プロセッサに割当てて処理する並列計算機
システムを構成する複数のプロセッサ各々には他のプロ
セッサからの各プロセッサ負荷量情報を受けてこれらを
負荷量の順に編集して更新保持すると共に自己プロセッ
サにおける負荷の実行に伴う負荷量の情報を得てこれを
更新記憶する管理手段かあり、新発生負荷が割り当てら
れるとこの管理手段は自己プロセッサの負荷量を更新記
憶し、且つ、この新負荷量情報を伝送手段に与えて他の
プロセッサに自己の当該新負荷量情報を伝送する。そし
て、前記各プロセッサ側における管理手段ではこの伝送
されてきた負荷量情報を受けると、これらを負荷量の順
に編集して更新保持する。一方、自己プロセッサに対し
ての新発生負荷があると、自プロセッサ側の前記判断手
段は自プロセッサ側の管理手段の保持した負荷量情報を
もとに負荷を分散するに最適な他のプロセッサの有無を
調べ、最適プロセッサがあるときは当該新発生負荷をそ
の最適プロセッサに分担させるべく制御する。

このように全プロセッサの負荷量情報をそれぞれのプロ
セッサ側で更新記憶させるとともに新負荷の発生したプ
ロセッサ側では自己の保持する全プロセッサの負荷量情
報を参照して当該新負荷を割り当てるに最適なプロセッ
サを選定してそのプロセッサに新負荷の処理を実行させ
るようにしたことにより、新負荷発生に際して即座に当
該新負荷を割り当てるに最適なプロセッサを選定して実
施させることができる。

また、状況判断手段を設けた場合には、状況判断手段は
前記判断手段が最適プロセッサありと判断し、且つ°、
前記自己プロセッサと前記最適プロセッサの負荷量が近
似しているときは、効率を演算し、効率向上が期待でき
ないときは新発生負荷を自プロセッサにて処理すべく判
断手段に指令する。そのため、新発生負荷を割り当てる
最適プロセッサがあっても新発生負荷を自己からその最
適プロセッサに移してもその移すための制御にかかる時
間等を考えると、全体としての処理時間短縮効果が小さ
いときは新発生負荷があったプロセッサ自身でその新発
生負荷の処理を行うことから、意味のない処理の割り当
て変更をなくすことができる。

従って、本発明によれば複数のプロセッサを有して負荷
を各プロセッサに割当てて処理する並列電子計算機シス
テムにおいて、各プロセッサの負荷が均等になるよう短
時間で各プロセッサにおける負荷（仕事量）の割り当て
を行うことができ、処理能率の・大幅な向上を図ること
ができるようになる並列電子計算機システムを提供でき
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である
。図において、１０はプロセッサユニットであり、この
プロセッサユニット１０は複数ユニット、バスを介して
接続してシステムを構成しており、オペレーションシス
テムの管理下にて、これらは発生した負荷に対する処理
を割当てられその負荷に対する処理の実行を行うように
なっている。各プロセッサユニットｌＯは制御や処理の
実行中枢であるプロセッサ１と、負荷移動判断部２と、
負荷量管理部３と、送受信回路部４とよりなる。

これらのうち、前記負荷移動判断部２は負荷が発生する
と、・自プロセッサ１の現在の負荷の軽重を判定すると
共に負荷が軽いと判断した場合には前記発生した負荷を
自プロセッサ１に割り当て、また、負荷が重いと判断し
た場合には前記発生した負荷を複数あるプロセッサユニ
ットのうち、どのプロセッサユニットに割り当てるかを
判断するものである。

また、前記負荷量管理部３は負荷の発生や割り当て、そ
して、負荷の終了等に伴い変化した負荷量に対して各プ
ロセッサ毎に更新し、負荷量の順に編集すると共に、自
プロセッサの負荷量に変化が生じた時に他の全プロセッ
サユニットに対して通知するものであり、この負荷量管
理部３によって編集される全プロセッサユニットに関す
る負荷量状態情報を保持する第２図（ｂ）の如き負荷量
状態情報部６と自プロセッサの負荷量情報を保持する第
２図（ａ）の如き自プロセッサ負荷量保持部５とを有し
ていて、ここに負荷量状態情報と自プロセッサの負荷量
情報とを保持し、前記負荷移動判断部２はこれらを参照
して現在の自プロセッサの負荷の軽重判定並びに負荷の
どのプロセッサユニットに割り当てるかを判断するよう
にしている。

また、前記送受信回路部３はプロセッサ１の入出力情報
である負荷（仕事）の送受信および負荷量等の送受信を
行うものであり、また、前記負荷移動判断部２の割り当
て情報や、前記負荷量管理部３の必要とする情報の授受
等を行うものである。

このような構成のプロセッサを複数接続してシステムが
構成しであるが、このような構成の本システムにおいて
、例えば、あるプロセッサユニット１０において負荷が
新規に発生した場合、そのプロセッサユニットＩＯでは
自プロセッサ１の負荷が既に重くなっているか否かを負
荷移動判断部２において判断する。そして、負荷移動判
断部２が未だ、自プロセッサの負荷が重くなっていない
と判断した場合は発生した負荷を自プロセッサ１により
処理する。そして、これにより変化した自プロセッサ１
の負荷量を自プロセッサ負荷量保持部５は更新記憶する
。それと共に、新しく変化した自プロセッサの負荷量の
情報を他の全プロセッサユニットＩＯに対して通知する
ために送受信回路部４へ渡す。送受信回路部４はこの負
荷量情報をバスに送出する。

また、負荷移動判断部２が自プロセッサの負荷が既に重
くなっていると判断した場合は、負荷量管理部３の管理
している情報をもとにどのプロセッサに負荷に割り当て
るのが最適かを判断する。

すなわち、負荷移動判断部２は負荷量管理部３が既に負
荷量の順に各プロセッサの順位と負荷量の情報を編集し
てテーブルとして保存しである負荷量状態情報部６の情
報をもとに、負荷量が最小の位置（常にこの位置のもの
と比較する）にあるプロセッサの負荷量と、自プロセッ
サの負荷量とを比較する。

その結果、負荷移動判断部２が「自プロセッサの負荷量
の方が大きい」と判断した場合には、負荷量が最小の位
置にあるプロセッサに対して発生した負荷を割り当てる
ことにし、その指令を送受信回路部４へと渡す。これに
より、指令情報に対応するプロセッサユニットの送受信
回路部４ではこの情報を受取り、その指令された負荷を
自プロセッサに渡して当該プロセッサに実行させる。

また、負荷移動判断部２が「自プロセッサの負荷量の方
が小さい」、または、「同じ」と判断した場合には、自
プロセッサの負荷量が全体のプロセッサの中で最小と云
うことになるので、負荷移動判断部２では自プロセッサ
１にこれを知らせ、これにより、自プロセッサ１ではこ
の負荷実行に入る。また、負荷量管理部３は自プロセッ
サ１におけるこの新たな負荷実行に伴う現在の負荷量情
報を生成して自プロセッサ負荷量保存部５に与え、該負
荷量情報を更新記憶し、且つ、変化した自プロセッサの
負荷量の情報を他の全プロセッサユニットに対して通知
すべく送受信回路部５へ渡す。

送受信回路部５はこの負荷量の情報を他の全てのプロセ
ッサに送る。

送受信回路部５が他プロセツサから負荷量の変化の情報
を受は取った場合には、負荷量管理部３によって通知し
てきたプロセッサユニットに対する負荷量の情報を更新
記憶すべく、負荷量状態情報部６の編集を行い、更新す
る。

また、他プロセツサユニットから負荷を受は取った場合
は、自プロセッサの負荷が既に重くなっているか否かを
負荷移動判断部２において判断する。そして、負荷移動
判断部２において自プロセッサ１の負荷が重くなってい
ないと判断した場合は、受は取った負荷を自プロセッサ
１により処理すべく、自プロセッサ１に指令し、また、
負荷量管理部３にもその旨の情報を与える。これにより
、負荷量管理部３はこの変化した自プロセッサの負荷量
の情報を、自プロセッサ負荷量保持部５に対して更新記
憶する。それと共に、変化した自プロセッサの負荷量情
報を他の全プロセッサユニットに対して通知するために
送受信回路５へ渡す。

また、他プロセツサユニットから負荷を受は取った場合
に自プロセッサの負荷が既に重くなっていると負荷移動
判断部２が判断した場合は、負荷移動判断部２は負荷量
管理部３の保持する負荷量状態情報部６に登録された負
荷量の情報と自プロセッサ負荷量保持部５の負荷量情報
をもとに、負荷量が最小の位置にあるプロセッサの負荷
量と自プロセッサの負荷量とを比較する。そして、自プ
ロセッサの負荷量のほうが大きいと判断すると負荷量が
最小の位置にあるプロセッサユニットに対し、上記受は
取った負荷を割り当てるように決定し、その指令情報を
送受信回路部５へと渡す。

また、負荷移動判断部２が「自プロセッサの負荷量の方
が小さい」または、「自プロセッサの負荷量と同じ」で
あると判断した場合には自プロセッサの負荷量が全プロ
セッサユニットの中で負荷が最小と云うことになり、従
って、受は取った負荷を自プロセッサ１により処理すべ
く、自プロセッサ１に指令し、また、負荷量管理部３に
もその旨の情報を与える。これにより、負荷量管理部３
はこの変化した自プロセッサの負荷量の情報を、０プロ
セッサ負荷量保持部５に対して更新記憶する。

それと共に、変化した自プロセッサの負荷量情報を他の
全プロセッサユニットに対して通知するために送受信回
路５へ渡す。

このように、本実施例は各プロセッサユニット毎に通信
手段を持たせ、各プロセッサユニット毎に全プロセッサ
ユニットの負荷量情報を収集できるようにして常に最新
の全プロセッサユニット負荷量情報更新保持させること
ができるようにし、また、各プロセッサユニット毎に自
身の持つ全プロセッサユニットの負荷量情報をもとにし
て、どのプロセッサが現在、最も負荷が軽いかを知る機
能を持たせ、最も軽負荷のプロセッサユニットはどれで
あるかを各プロセッサユニット自身で簡単に知ることが
できるようにして、負荷が発生すると自プロセッサの負
荷情報と他のプロセッサユニットの負荷情報をもとに、
この発生負荷を全体のバランスから考えて実行させるに
最適なプロセッサユニットはいずれであるかを選定して
その最適プロセッサユニットに対して割り当てることが
できるようにするものである。これにより、負荷をバラ
ンスよく効率的且つ短時間で各プロセッサユニットに割
り当てることができるようになると共に、負荷の割り当
てに峙１８１を要さなくなるので並列計算機システムの
処理性能を大幅に向上させることができる。

第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。

ここでは第１図の構成に対し、新たに負荷状況判断部７
を設けである。この負荷状況判断部７は自プロセッサ１
の負荷を現在、最も負荷の軽いプロセッサユニットのプ
ロセッサに対して移した場合に期待するだけの効率アッ
プが望めるか否かを判断し、負荷を移してもあまり効率
アップを望めないと判断した場合には、負荷をその軽負
荷プロセッサユニットに移さずに自プロセッサーにて処
理を行うように指令する機能を持つものである。

このシステムの場合、例えば、自プロセッサにおいて新
たに負荷が発生すると、この負荷状況判断部〆において
自プロセッサーの負荷を現在、最も負荷の軽いプロセッ
サに対して移すことにより期待するだけの効率アップが
望めるか否かを判、断する。そして、負荷を移してもあ
まり効率アップを望めない、すなわち、最も負荷の軽い
プロセッサも自プロセッサと間じくらいの負荷状況であ
ると判断した場合には、負荷を移さずに自プロセッサー
にて処理を行うように負荷移動判断部２に指令する。負
荷移動判断部２はこの指令により、自プロセッサーに当
該新発生負荷を実施させるべく指令する。

この方式を使用することにより、他のプロセッサに処理
を移しても効果の低いときは自プロセッサに直ちに新負
荷の処理を行わせ、選定プロセッサユニットに対しては
新負荷割り当ての指令を与えたり、その新負荷の処理を
行わせたりしないようにするので、プロセッサ間の通知
量を減らすことができ、且つ、実行の受は渡しの時間も
なくなる分、時間的ロスがなくなり、従って、並列電子
計算機システムの一層の性能向上を図ることができるよ
うになる。

このように、本システムは各々のプロセッサ側において
、他プロセツサの負６１量情報を大きさの順に編集して
更新保持する機能を持たせ、また、自プロセッサの現在
の負荷量情報を更新保持する機能を持たせるとともに自
プロセッサ側の負荷量が変化した場合、他の全プロセッ
サに対して変化した負荷量を通知する機能を持たせるよ
うにし、通知を受けたプロセッサ側ではそれぞれ通知し
てきたプロセッサに対する負荷量情報を更新するように
し、それと共に負荷量変化があったプロセッサの負荷量
が管理しているプロセッサ全体の中で何番目になるかを
編集するようにし、これにより、管理している全プロセ
ッサの中で最も負荷の軽いプロセッサがどれであるかを
それぞれのプロセッサ側で簡単に見つけることができる
ようにしたものである。そして、自プロセッサに負荷が
発生したとき、自プロセッサの負荷量と管理している全
プロセッサの中で最も負荷の軽いプロセッサの負荷量を
比較することで新たに発生した負荷をどのプロセッサに
割り当てるかを決定するようにしたので、発生した負荷
を常に一番負荷の軽いプロセッサに割り当てることが簡
単にできると共に、短時間でこの作業を実施でき、従っ
て、効率良く負荷の処理を実行できるようになる。

なお、本発明は上記し、且つ図面に示す実施例に限定す
ることなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形し
て実施し得るものであり、例えば、上記実施例では自プ
ロセッサ負荷量保持部や負荷量状態情報部は負荷量管理
部に持たせるようにしたがこれに限るものではないこと
は勿論である。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明は自プロセッサの負荷量が
変化したとき、他の全プロセッサに対してその情報を通
知し、通知を受けたプロセッサは通知してきたプロセッ
サ毎に更新し、負荷２順に編集しておくようにし、これ
により負荷が発生したとき、最も負荷の軽い他のプロセ
ッサを簡単に見つけ出すことができるようにし、自プロ
セッサの負荷量と最も負荷の軽いプロセッサの負荷量を
比較することで発生した負荷を現在の最も負荷の軽いプ
ロセッサに対して割り当てることができるようにしたも
のであるから、これにより、短時間で負荷割り当てに最
適なプロセッサを見付けることが出来、負荷の分散を効
率的に行うことができると共に並列システムの性能を向
上させることができるようになる並列電子計算機システ
ムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
自プロセッサ負荷量保持部と負荷量状態情報部のテーブ
ル構成を示す図、第３図は他の実施例を示すブロック図
である。 １・・・プロセッサ、２・・・負荷移動判断部、３・・
・負荷量管理部、４・・・送受信回路部、５・・・自プ
ロセッサ負荷量保持部、６・・・負荷量状態情報部、７
・・・負荷状況判断部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のプロセッサを有し発生する負荷を各プロセ
   ッサに割当てて処理する並列計算機システムにおいて、 各々のプロセッサには他のプロセッサからの各プロセッ
   サ負荷量情報を受けてこれらを負荷量の順に編集して更
   新保持すると共に自己プロセッサにおける負荷の実行に
   伴う負荷量の情報を得てこれを更新記憶する管理手段と
   、 この管理手段が更新記憶した前記自己プロセッサにおけ
   る負荷量情報を他のプロセッサに送出し、他のプロセッ
   サ側から送られる負荷量を受信する伝送手段と、 自己プロセッサに対しての新発生負荷があるときは前記
   管理手段の保持した負荷量情報をもとに負荷を分散する
   に最適な他のプロセッサの有無を調べ、最適プロセッサ
   があるときは当該新発生負荷をその最適プロセッサに分
   担させるべく制御する判断手段と を具備してなる並列電子計算機システム。
2. （２）複数のプロセッサを有し発生する負荷を各プロセ
   ッサに割当てて処理する並列計算機システムにおいて、 各々のプロセッサには他のプロセッサからの各プロセッ
   サ負荷量情報を受けてこれらを負荷量の順に編集して更
   新保持すると共に自己プロセッサにおける負荷の実行に
   伴う負荷量の情報を得てこれを更新記憶する管理手段と
   、 この管理手段が更新記憶した前記自己プロセッサにおけ
   る負荷量情報を他のプロセッサに送出し、他のプロセッ
   サ側から送られる負荷量を受信する伝送手段と、 自己プロセッサに対しての新発生負荷があるときは前記
   管理手段の保持した負荷量情報をもとに負荷を分散する
   に最適な他のプロセッサの有無を調べ、最適プロセッサ
   があるときは当該新発生負荷をその最適プロセッサに分
   担させるべく制御する判断手段と、 前記判断手段が最適プロセッサありと判断し、且つ、前
   記自己プロセッサと前記最適プロセッサの負荷量が近似
   しているときは、効率を演算し、効率向上が期待できな
   いときは新発生負荷を自プロセッサにて処理するべく判
   断手段に指令する状況判断手段を設けたことを特徴とす
   る並列電子計算機システム。