片内多核微处理器温度可知的布图规划及线程映像研究

发布时间：2021-05-24 16:38

　　随着半导体制造工艺的不断改进,处理器的功耗迅速上升。功耗以热能的形式向外散发,使处理器的温度不断上升。处理器的工作温度超过阈值温度时,就会使处理器的工作变得不稳定,降低处理器的可靠性,甚至会发生物理损坏。因此温度已经成为处理器设计过程中的一个重要的考虑因素。为了解决这个问题,研究人员引入动态热管理技术（Dynamic Thermal management,简称DTM）,以保证处理器的温度不会超过阈值温度。但是DTM技术会降低处理器的性能。片内多核处理器（Chip Multicore Processor,简称CMP）已经成为微处理器设计的主流。CMP同时运行多线程,消耗的功耗比超标量处理器的多,因此CMP中温度问题变得更为严峻。各种不同的降低处理器温度的方法应运而生:活动迁移、温度可知的OS调度、有效的温度扼杀机制、温度可知的布图规划、温度可知的编译等等。CMP以更高的性能,可通过线程调度,提高应用程序线程级的并行性、均匀地分配工作负载、增加了散热空间、降低了设计的复杂度。本文是从多核处理器芯片布局和线程映像的角度研究降低处理器温度的方法,以减少触发DTM的次数来提高处理器的性能,更好地... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
图表目录
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 片内多核微处理器温度问题
        1.2.1 多核处理器温度问题的由来
        1.2.2 学术界和工业界的解决方案
        1.2.3 不同芯片布局的评估方法及标准
        1.2.4 本论文的研究内容
    1.3 论文的贡献
    1.4 论文组织结构
第二章 温度模拟器的介绍
    2.1 模拟器的背景与ATMI模拟器的介绍
        2.1.1 相关工作
        2.1.2 微处理器的功耗模型
        2.1.3 ATMI模拟器的模型结构
        2.1.4 生成多核处理器的布图规划
    2.2 由热特征分析测试程序的程序行为
    2.3 温度模拟器
        2.3.1 使用温度模拟器的必要性
        2.3.2 预热、快速执行和程序初始化之间的关系
        2.3.3 温度模拟与处理器性能模拟分离的模拟方法
第三章 不同芯片布局之间的性能测试
    3.1 双核处理器的不同芯片布局的性能比较
        3.1.1 双核处理器的四种芯片布局
        3.1.2 双核处理器上运行双线程的实验
    3.2 四核处理器上运行二、三、四线程
        3.2.1 四核处理器的三种芯片布局
        3.2.2 四核处理器上运行二、三、四线程的实验
        3.2.3 四核处理器的实验结果
        3.2.4 四核处理器上运行多线程的结果分析
第四章 一种温度可知的静态线程映像算法
    4.1 四核处理器的线程映像
    4.2 芯片布局可知的静态线程映像算法
第五章 结束语
    5.1 总结
    5.2 展望
参考论文
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]动态电压与频率调节在降低功耗中的作用[J]. 卢春鹏.  单片机与嵌入式系统应用. 2007(05)



本文编号：3204509