基于CPU利用率的功率调整策略的研究与实现

发布时间：2020-05-07 05:23

【摘要】：随着服务器能耗的快速增加,电力成本已经成为影响服务器总的拥有成本中的主要部分。与此同时,目前大量X86架构服务器的平均利用率一直保持在10%-15%,浪费了大量的电力资源。学术界和工业界都在努力从各个层面进行节能技术的研究,大体上把节能研究划分为两类:一类是通过改进生产工艺和应用新型材料降低元器件功耗,优化操作系统对部件工作状态的控制策略,从源头上控制功耗;另一类是通过改进电源,用散热和冷却技术来提高外围辅助设备的能源使用效率,从而降低机房的总功耗。 本文所述的节能方法属于第一类——从源头上控制功耗,提出了一种基于CPU利用率的服务器功率控制策略。根据功率公式,降低CPU频率可以降低功率,因此动态调整CPU频率可以降低功耗,该策略用于本软件的自动调整模式。而软件中定时任务功能的实现,方便用户提前设定工作信息,使系统能够在规定的时间里自动切换工作模式。 本软件的软件结构分为两块:界面和底层程序。本文重点介绍底层程序,主要实现实时采集功耗负载信息、最大性能模式、最小功耗模式、自动调整模式、模式之间的切换、定时任务的设置及执行等功能。其中程序的核心在于自动调整模式的实现,该模式的关键在于调频策略。本文提出了一种基于CPU利用率的功率控制策略即BestUsage control策略。主要原理是对CPU的运行状态进行计算,分析任务队列,对不同的任务进行功耗计算,根据负载状况调整CPU频率,这样可以保持CPU在稳定的负载下运行,减少热能的散发并提高运行效率。 设计完成后,对软件的各模块功能以及软件性能进行测试。测试数据表明:节能软件能够实现较好的节能效果,且运行过程中不会影响节点业务的正常使用。服务器节能技术的实现,在一定程度上能够缓解日益严峻的服务器能耗问题,对于保护环境和促进经济发展具有重大意义,并能推动自主创新节能技术的发展,使其充分转化为社会效益,降低国家采购成本。
【图文】：

7图 2-1 系统结构图界面主要用来显示 CPU 实时状态、节点功率、CPU 利用率以及频率等信息户能够通过界面设置相关参数，定时任务等。底层程序用来实现主要的逻辑功能，是软件的核心部分。其默认将根据用定的模式、所设置参数和 CPU 实时状态（负载信息）来决定是否调整 CPU 以及如何调整；同时系统每间隔 30s 循环扫描是否有定时任务，，若有定时任务根据任务信息设定调整当前工作模式；若无，则继续当前模式。当 CPU 处

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【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP332

【引证文献】

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1 张铨;即时通信应用中的移动终端节能方案研究[D];中山大学;2012年

本文编号：2652502