多核系统中基于温度限制的节能调度算法研究

多核系统中基于温度限制的节能调度算法研究

论文摘要

近年来,实时系统由于其响应及时,可靠性强的特点,已经广泛应用于像航空、军事,交通和工业等领域。然而,随着大规模集成电路工艺技术的不断发展,处理器上的功耗密度和能量消耗不断增加,导致散发热量的增加,降低系统的稳定性和可靠性。当前,处理器上的能耗问题和温度问题已经成为计算机领域研究的热点。目前,系统级上有很多解决能耗问题和温度问题的方法,将实时调度方法与动态电压调节技术有效结合的方法就是其中一种。在满足任务实时性要求的前提下,通过调整处理器的工作电压,使处理器工作在一个合适的速度下,能够有效的降低能耗。处理器的稳定温度与其工作电压有关,利用动态电压调节技术限定处理器的工作电压,能有效缓解处理器上的温度问题。在片上多处理器实时系统环境下,针对有依赖关系的任务集合,结合能量最优的静态调度算法和温度最优的静态调度算法思想,提出一种带有温度限制的静态节能调度算法。算法以热能分析得到的稳定温度为基础,将它与动态电压调整技术相结合,使得实时任务满足截止时间的同时,能够降低整个系统的能耗和最高温度。通过实验分别与只考虑温度和能耗的算法相比,提出的算法能够在控制最高温度的同时降低系统的能耗。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题研究背景和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 论文的研究内容及组织结构
  • 2 多核系统中实时系统的能量与温度管理技术
  • 2.1 实时系统的基本概念
  • 2.2 实时系统下的节能调度技术
  • 2.3 实时系统下的热量管理技术
  • 2.4 本章小结
  • 3 温度控制的静态节能调度算法
  • 3.1 系统模型
  • 3.2 能量模型
  • 3.3 热量温度模型
  • 3.4 迭代模型
  • 3.5 能量管理机制
  • 3.7 ILP 建模
  • 3.8 本章小结
  • 4 模拟实验与结果分析
  • 4.1 实验环境
  • 4.2 实验结果与分析
  • 4.3 本章小结
  • 5 总结与展望
  • 5.1 主要研究成果
  • 5.2 未来研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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