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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 218 毫秒
1.
在实时嵌入式领域,特别是无线移动和便携式计算领域,能耗是首要考虑的因素,这也是多核处理器尚未在嵌入式领域全面展开应用的首要因素。目前针对多核系统的实时应用,基于动态电压频率调节(DVFS)的实时节能调度技术研究得较少,还有许多问题亟待解决。本文介绍了多核系统中动态电压频率调节技术,分析讨论了当前多核系统中实时调度研究进展,主要针对同构多核、异构多核、并行任务模型和弱硬实时模型等方面,深入探讨了多核系统中基于DVFS的实时节能调度。本文结合多核系统、电压频率动态调节节能和实时调度,探索了多核系统中的实时节能调度,奠定了理论和技术基础,具有重大的理论意义和现实应用价值。  相似文献   

2.
动态电压和频率扩展技术(DVFS)的发展使异构系统可以实现低功耗,然而DVFS通过降低处理器的执行频率来降低功耗,大大增加了处理器临时故障风险,应用的可靠性受到极大威胁。针对先前算法在任务调度过程中容易出现调度失败的问题,提出一种基于权重和复制的调度算法(SAWR),以在异构系统上完成应用调度,满足并行应用的可靠性目标,同时降低系统功耗。仿真结果表明,与先前的算法相比,所提算法可以实现良好的性能。  相似文献   

3.
低功耗目前已成为嵌入式实时系统设计中非常重要的性能需求。动态电压调度DVS机制通过动态调整处理器电压进而有效降低系统功耗,正在逐渐得到广泛应用。抢占阈值调度策略实现双优先级系统,每个任务具有两个优先级,任务优先级被用于任务之间竞争处理器,而抢占阈值作为任务开始运行后实际使用的优先级,从而减少现场切换次数,降低系统功耗,同时也提高整个任务集合的可调度性。本文提出一种在线节能调度算法EPTS,拓展抢占阈值调度模型,在任务执行过程中动态调节处理器电压,力求在保证任务集合可调度性的前提下尽可能减少系统功耗,提高系统性能。而后在AMDAthlon4处理器和RT-Linux平台上实现了EPTS调度器,实验证明对于实际任务集合能够有效节能,提高了处理器的利用率,改善了RT-Linux的实时性能。  相似文献   

4.
对于电池供电系统,如何降低功耗已成为系统设计中的一个关键问题.通过对系统功耗组成及任务调度策略进行深入分析,提出一种动态电压调节(DVS)和动态功率管理(DPM)相结合的双效节能调节算法DVS-PM.DPM动态管理处理器及外围模块在工作模式和低功耗模式之间切换,DVS在保证系统实时性前提下,实现系统运行在功耗最低的最佳工作点,达到更好的节能效果.实验结果表明,该节能调度算法能大幅减少系统能量消耗,与不采用节能算法相比,节能55.4%.  相似文献   

5.
在电池供电的实时嵌入式系统中,能耗是系统设计的一个重要研究问题.动态电压调度和动态电源管理是两种重要的节能技术.前者是动态改变处理器电压/频率,降低处理器能耗;而后者是动态调整片外设备的工作模式,减少片外设备能耗.目前只有少量研究把这两种技术综合在一起.本文研究支持这两种技术的嵌入式全系统实时任务节能调度问题.针对连续和离散处理器频率模型,论文分别提出高效的算法,通过计算系统运行的能耗最小处理器最优频率和设备最优空闲时间,来实现全系统综合节能的目的.实验模拟表明本文算法大大优于其他算法.  相似文献   

6.
开销敏感的多处理器最优节能实时调度算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
嵌入式多处理器系统的能耗问题变得日益重要,如何减少能耗同时满足实时约束成为多处理器系统节能实时调度中的一个重要问题.目前绝大多数研究基于关键速度降低处理器的频率以减少动态能耗,采用关闭处理器的方法减少静态能耗.虽然这种方法可以实现节能,但是不能保证最小化能耗.而现有最优的节能实时调度未考虑处理器状态切换的时间和能量开销,因此在切换开销不可忽视的实际平台中不再是最优的.文中针对具有独立动态电压频率调节和动态功耗管理功能的多处理器系统,考虑处理器切换开销,提出一种基于帧任务模型的最优节能实时调度算法.该算法根据关键速度来判断系统负载情况,确定具有最低能耗值的活跃处理器个数,然后根据状态切换开销来确定最优调度序列.该算法允许实时任务在处理器之间任意迁移,计算复杂度小,易于实现.数学分析证明了该算法的最优性.  相似文献   

7.
针对目前计算机系统普遍存在的功耗较大的问题,研究和实现了基于CPUfreq的DVFS节能软件;首先,分析和比较了计算机系统现有主要的功耗管理框架;然后,阐述了CPUfreq子系统及其框架结构,并基于CPUfreq子系统开发了DVFS节能软件,实现了对计算机CPU的动态电压频率调节(DVFS);最后,以720 p视频播放为应用实例,对使用DVFS节能软件后的计算机系统进行功耗测试;测试结果表明,DVFS节能软件可以实现对以PC为代表的计算机系统的初步节能。  相似文献   

8.
针对云计算服务环境下软硬件节能和负载均衡优化问题,提出一种自适应的云计算环境下虚拟机(VM)动态迁移软节能策略。该策略采用常用的硬件能耗感知技术——动态电压频率调节(DVFS)来实现分段优化的系统部件静态节能,又通过VM在线迁移技术实现云平台的动态自适应软件节能。在CloudSim云仿真平台下对比实现DVFS静态节能和自适应负载均衡的软节能策略,经PlanetLab云平台监测数据验证,结果表明:软硬结合的自适应能耗感知策略能够高效节能96%; DVFS+MAD_MMT节能策略(采用平均绝对偏差算法判定主机是否超载,基于最短迁移时间(MMT)原则选择VM移出)  相似文献   

9.
针对处理器纳米级工艺快速发展,使高效能多核处理器芯片上集成晶体管,进而导致高效能多核处理芯片功耗大幅增加的问题,研究设计了一种双阈值功耗自适应的DVFS调度算法。该算法采用两级阈值调节配合功耗自适应实现了对高效能多核处理器的功耗优化,相较于传统的单阈值调节方式,该算法调节CPU的方式更科学有效。在大部分测试程序中,该算法的性能可保持在90%以上,最大功耗优化比例可达到35%以上。  相似文献   

10.
节能调度算法设计是高性能计算领域中的一个研究热点。本文通过软件方法设计异构多核计算机的调度算法,实现系统的弹性节能,达到降低能耗并提升系统性能的目的。本文的调度策略建立在基于处理器异构的并行任务调度的环境中,构建了节能模型,提出了EAPS(Energy-aware parallel scheduling)算法模型,该算法在每一任务完成之后重新计算优先级以使优先级符合任务的实时情况,并对复制的前驱任务是否冗余任务进行判断从而避免资源的浪费,并通过调节节点电压选择能耗最少的节点进行调度,在节能与期望完成时间之间取得平衡。  相似文献   

11.

Many scientific applications used in decision support systems successfully make use of nature-based resourceful techniques. The advancements being made in successfully mimicking nature are laying the path for designing energy-efficient clouds. Two meta-heuristic techniques including ant colony optimization and particle swarm optimization, in combination with Bayesian and fuzzy approach, are proposed to be used in this research for designing an energy-efficient cloud system, which adopts the dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) method. As DVFS is increasingly becoming an industry standard owing to its incorporation into the CPU hardware, appropriate software-oriented approaches are essential to calibrate the current methodologies. Our research aims at minimizing the accomplishment time and cost, enhancing user satisfaction, and lowering energy consumption. We generated results that excelled the current performance factors on multiple counts.

  相似文献   

12.
In recent years, research has been conducted in the area of large systems models, especially distributed systems, to analyze and understand their behavior. Simulators are now commonly used in this area and are becoming more complex. Most of them provide frameworks for simulating application scheduling in various Grid infrastructures, others are specifically developed for modeling networks, but only a few of them simulate energy-efficient algorithms. This article describes which tools need to be implemented in a simulator in order to support energy-aware experimentation. The emphasis is on DVFS simulation, from its implementation in the simulator CloudSim to the whole methodology adopted to validate its functioning. In addition, a scientific application is used as a use case in both experiments and simulations, where the close relationship between DVFS efficiency and hardware architecture is highlighted. A second use case using Cloud applications represented by DAGs, which is also a new functionality of CloudSim, demonstrates that the DVFS efficiency also depends on the intrinsic middleware behavior.  相似文献   

13.
相对于对称多核处理器,非对称多核处理器具有更高的效能,将成为未来并行操作系统中的主流体系结构.对于非对称多核处理器上操作系统的并行任务调度问题,现有的研究假设所有核心频率恒定,缺乏理论分析,也没有考虑算法的效能和通用性.针对该问题,该文首先建立非线性规划模型,分析得出全面考虑并行任务同步特性、核心非对称性以及核心负载的调度原则.然后,基于调度原则提出一个集成调度算法,该算法通过集成线程调度和动态电压频率调整来提高效能,并通过参数调整机制实现了算法的通用性.提出的算法是第一个在非对称多核处理器上结合线程调度和动态电压频率调整的调度算法.实际平台上的实验表明:该算法可适用于多种环境,且效能比其他同类算法高24%~50%.  相似文献   

14.
异构多核处理器通常由高性能的大核和低能耗的小核组成,在其上进行合理的线程调度可以有效地提高资源利用率,节省能耗。之前论文提出的大小核上的公平性调度并没有考虑核上有不同频率/电压状态的情况,而现在支持DVFS调节的处理器越来越普遍,因此很有必要将线程间公平度的计算进行扩展和改进。提出在每个核有若干种不同的DVFS状态时异构多核处理器上线程公平度的计算方法,对已有的性能预测模型进行改进,采用自适应算法调整模型中的系数,并在此基础上提出了一种调度策略,维持各线程之间的公平度和处理器功率满足提前设定的阈值,同时选取能效最优化的配置,实现减小应用运行能耗的目的。实验结果表明,与所提出的调度策略相比,采用static、DVFS-only、swap-only三种调度方法时,在总的运行时间几乎相同的情况下,平均要多产生20%以上能耗,对于有些应用甚至达到了50%。  相似文献   

15.
为了解决云数据中心资源分配时能耗与性能间的均衡问题,提出了一种基于DVFS感知与虚拟机动态合并的能效优化策略。首先,策略通过新的DVFS管理算法(DVFS-perf)在不降低系统性能的同时降低了数据中心功耗,然后,通过频率感知的虚拟机VM部署合并算法(Frequency-aware Placement)在实现DVFS最优配置的同时最小化总体能耗,同时确保了虚拟机映射时的QoS保障。最后,通过真实云负载数据流构建仿真实验进行了性能分析。结果表明,在动态负载条件下,策略可以在不降低QoS和不增加SLA违例的情况下,降低虚拟机迁移次数和数据中心的总体能耗,更好地实现能耗与性能的均衡。  相似文献   

16.
Reducing the energy consumption in low cost, performance-constrained microcontroller units (MCU’s) cannot be achieved with complex energy minimization techniques (i.e. fine-grained DVFS, Thermal Management, etc), due to their high overheads. To this end, we propose an energy-efficient, multi-core architecture combining two homogeneous cores with different design margins. One is a performance-guaranteed core, also called Heavy Core (HC), fabricated with a worst-case design margin. The other is a low-power core, called Light Core (LC), which has only a typical-corner design margin. Post-silicon measurements show that the Light core has a 30% lower power density compared to the Heavy core, with only a small loss in reliability. Furthermore, we derive the energy-optimal workload distribution and propose a runtime environment for Heavy/Light MCU platforms. The runtime decreases the overall energy by exploiting available parallelism to minimize the platform’s active time. Results show that, depending on the core to peripherals power-ratio and the Light core’s operating frequency, the expected energy savings range from 10 to 20%.  相似文献   

17.
针对具有独立DVFS的多核处理器系统,提出了一种K线程低能耗模型的并行任务调度优化算法(Tasks Optimization based on Energy-Effectiveness Model,TO-EEM)。与传统的并行任务节能调度相比,该算法的主要目标是不仅通过降低处理器频率来减少处理器瞬时功耗,而且结合并行任务间的同步互斥所造成的线程阻塞情况,合理分配线程资源来减少线程同步时间,优化并行性能;保证任务在一定的并行加速比性能前提下,提高资源利用率,减少能耗,达到程序能耗和性能之间的折衷。文中进行了大量模拟实验,结果证明提出的任务优化模型算法节能效果明显,能有效降低处理器的功耗,并始终保持线性加速比。  相似文献   

18.
We introduce a novel algorithm for dynamic energy management (DEM) under performance constraints in chip multi-processors (CMPs). Using the novel concept of delayed instructions count, performance loss estimations are calculated at the end of each control period for each core. In addition, a Kalman filtering based approach is employed to predict workload in the next control period for which voltage-frequency pairs must be selected. This selection is done with a novel dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) algorithm whose objective is to reduce energy consumption but without degrading performance beyond the user set threshold. Using our customized Sniper based CMP system simulation framework, we demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm for a variety of benchmarks for 16 core and 64 core network-on-chip based CMP architectures. Simulation results show consistent energy savings across the board. We present our work as an investigation of the tradeoff between the achievable energy reduction via DVFS when predictions are done using the effective Kalman filter for different performance penalty thresholds.  相似文献   

19.
Energy consumption has been one of the most critical issues in the Chip Multiprocessor (CMP). Using the Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS), a CMP system can achieve a balance between the performance and the energy-efficiency. In this paper, we propose a three-phase discrete DVFS algorithm for a CMP system dedicated to applications where the period of the applications’ task graph is smaller than the deadline of tasks. In these applications, multiple task graphs are unrolled and then concatenated together to form a new task graph. The proposed DVFS algorithm is applied to the newly formed task graph to stretch tasks’ execution time, lower operating frequencies of processors and achieve the system power efficiency. Experimental results show that the proposed algorithm reduces the energy dissipation by 25% on average, compared to previous DVFS approaches.  相似文献   

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