基于性能计数器的系统实时功耗的测量与分析

发布时间：2017-05-19 15:10

  本文关键词：基于性能计数器的系统实时功耗的测量与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着环境保护、绿色发展和可持续发展的要求,增加计算机系统的能量效率对于研究者、架构师、系统设计者和软件开发者等人而言已经变成了最有价值的研究热点之一。目前已经有大量的研究工作专注于减少功率消耗和增加能量效率。例如,DVFS技术被设计用于在低系统负载时减少能耗。对计算机系统运行时功耗值的实时获取,是进行功耗动态管理的先决条件。在功率感知系统研究的所有领域中,功率测量与分析是非常重要的。它不仅用于功率/性能评估、软件功率消耗分析,而且用于触发功率感知机制和评估这些机制的效果。 功率测量与分析包括基于硬件的方法和基于软件的方法。基于硬件的功率测量与分析主要指使用各种硬件仪器来直接测量一个设备的功率。这种方法的结果一般要比基于软件的分析结果更加精确得多。它通常用于评估功率节省技术的效果。然而,基于硬件的方法仅限于测量部件级的功率。基于软件的功率测量与分析尽管不如基于硬件的方法准确,但是试图通过设计一组功率模型来估计不同级别的功率,更加灵活高效。本文首先描述了有价值的功率测量与分析技术及当前研究现状,然后重点分析提出了一种基于性能计数器的软件功率测量分析方法。 性能计数器(performance counter, PMC)能够准确地反映各硬件部件的使用情况,进而反映其功耗情况。本文中提出了一种基于细粒度性能计数器建立系统实时功耗模型的方法,主要由功耗模型设定、性能计数器选取、数据采样、模型求解、结果检验五个步骤组成,基本思路是：选取反映处理器、内存、I/O等主要部件运行状态的细粒度性能计数器作为预选特征值集合(Fpreslct),通过实验建立该集合与运行时系统总功耗的对应关系,采用多元线性回归方法进行模型求解和检验,得到各性能计数器对功耗的影响系数,从而建立系统的实时功耗模型。最后通过在主流平台上的实验测试表明,该方法建立的功耗模型具有很高的准确性和可用性。
【关键词】：实时功耗模型 性能计数器 多元线性回归 功率测量
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332.12
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究现状12-16
• 1.3 研究内容和主要工作16-18
• 1.4 论文组织结构18-19
• 第2章 相关基础知识19-29
• 2.1 功耗领域的基本术语19-20
• 2.2 相关工作介绍20-23
• 2.2.1 基于硬件的功耗测量方法介绍21-22
• 2.2.2 基于软件的功耗测量方法介绍22-23
• 2.3 功耗模型的一般评价标准23-24
• 2.4 性能计数器PMC简介24-25
• 2.5 PMC监控工具25-26
• 2.6 测试激励Benchmark26-28
• 2.7 本章小结28-29
• 第3章 基于性能计数器的系统实时功耗模型29-39
• 3.1 系统功耗模型的一般建立方法及目标29-30
• 3.2 基于性能计数器的系统实时功耗模型整体设计流程30-38
• 3.2.1 功耗模型的提出30-32
• 3.2.2 功耗测试环境32-33
• 3.2.3 预选特征集合F_(preslct)的建立33-34
• 3.2.4 样本的采集与提取34-36
• 3.2.5 模型权值的求解36-37
• 3.2.6 结果检验标准37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 功耗模型部署与实验分析39-43
• 4.1 功耗模型实验平台环境配置39-40
• 4.1.1 硬件环境39-40
• 4.1.2 软件环境40
• 4.1.3 实验部署过程40
• 4.2 实验结果及分析40-42
• 4.3 章节小结42-43
• 第5章 总结与展望43-45
• 5.1 本文工作总结43
• 5.2 下一步工作展望43-45
• 参考文献45-50
• 致谢50-51
• 攻读学位期间发表的学术论文51-52
• 学位论文评闽及答辩情况表52

【共引文献】

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本文编号：379013