多核系統(tǒng)中動態(tài)細粒度優(yōu)化功率分配方法研究.pdf

1、隨著集成電路的快速發(fā)展和新興應(yīng)用的雙重驅(qū)動，多核處理器憑借著眾多優(yōu)勢已成為信息時代的主流。由于多核處理器能滿足云計算、高性能計算、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域?qū)τ嬎阈阅艿囊?，在當今時代得到了廣泛研究和應(yīng)用。但是多核處理器為我們帶來了性能上巨大提升的同時，其功耗也隨之大幅度增加，已經(jīng)遠遠的超過了其功率預算。因此多核處理器的能量管理成為人們的研究熱點和方向，而且在大規(guī)模的多核系統(tǒng)中也越來越重要和復雜。不同于傳統(tǒng)的多核系統(tǒng)低功耗設(shè)計，目前面臨的一個問題就

2、是，在嚴格的功率約束條件下，如何為多核系統(tǒng)中的各個構(gòu)件（如:每個處理器核、每個片上網(wǎng)絡(luò)中的路由器）合理的分配能量，使得系統(tǒng)整體性能達到最優(yōu)。隨著系統(tǒng)中集成的資源越來越多、應(yīng)用千變?nèi)f化、輸入功率波動變化較大，多核系統(tǒng)的能量管理也變得較為困難。系統(tǒng)中計算組件、通信組件和存儲組件對系統(tǒng)性能的影響各不相同，并且同一個組件內(nèi)的不同構(gòu)件對系統(tǒng)的性能影響差異也較大。在已有的多核系統(tǒng)能量管理研究中，主要是針對系統(tǒng)的某個組件在功率約束條件下使得系統(tǒng)性能最

3、優(yōu)或者是針對幾個組件進行粗粒度的能量管理。本文在已有的研究基礎(chǔ)上，針對多核系統(tǒng)中的三個關(guān)鍵組件:計算、通信和存儲，提出了一個在嚴格功率約束條件下的兩層實時動態(tài)細粒度的功率分配方法，通過建立層次化的能耗—性能模型，自上而下分層使用不同的方法進行功率分配，克服已有的集中式能量管理方法的不足，同時該方法能感知功率和構(gòu)件工作負載的變化，在線快速地為每一個構(gòu)件進行細粒度的分配功率，優(yōu)化能量管理。該方法時間復雜度和軟硬件開銷都較低，且對問題的規(guī)模具