系统级温度功耗均衡模型的研究

发布时间：2017-05-22 11:17

  本文关键词：系统级温度功耗均衡模型的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在处理器集成度和性能日益飙升的今天,应用多核处理器的产品已经越来越广泛的出现在人们的日常生活中。人们在对产品性能需求不断提升的同时,也对其发热量和功耗提出了更高层次的要求,而处理器作为系统中主要的发热源和功率消耗单元,首当其冲成为当前研究的热点。本文首先对目前处理器上温度功耗相关的主要研究技术进行分类讨论,在对它们详细分析的基础上,着重从操作系统的角度,尤其是从时下运用非常广泛的Linux系统着手来研究多核处理器上的温度功耗均衡模型。首先利用处理器上的硬件性能计数器计算出各核的温度情况和任务的冷热特性,以此为依据,在各核间进行任务分配或迁移,并对核上的进程调度算法提出改进措施。在任务分配策略选取上,提出了最冷核和历史温度走向相结合的分配方式,在线程迁移策略上,提出了最冷进程迁移,并对核上Linux默认调度器CFS提出了改进的TBCFS算法来动态调整队列中的就绪进程。该模型的研究目标,就是在不降低处理器性能的前提下,通过操作系统调度策略的改进,使得处理器的温度分布更加均匀,同时也使得功耗的增长更加平缓。最后的仿真实验部分,本文基于HotSpot温度-功耗模型对任务分配策略和TBCFS调度算法进行仿真论证。结果表明,前者可以使各核间的温度分布更加均匀,后者可以有效地降低当前核上各单元的峰值温度,温度得到了改善,也会对功耗的控制产生积极的影响。
【关键词】：多核处理器 调度算法 温度均衡 Linux HotSpot
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 相关技术研究现状11-15
• 1.2.1 硬件层温度功耗研究11-12
• 1.2.2 软件层温度功耗研究12-14
• 1.2.3 总结14-15
• 1.3 论文的主要研究工作15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 论文的组织结构15-17
• 第二章 相关知识及模型17-35
• 2.1 多核处理器17-19
• 2.1.1 多核处理器架构17-18
• 2.1.2 多核处理器所面临的温度问题18-19
• 2.2 处理器温度获取19-21
• 2.2.1 传感器方式19-20
• 2.2.2 硬件性能计数器方式20-21
• 2.3 Linux内核调度器21-31
• 2.3.1 概述21-22
• 2.3.2 CFS调度器22-24
• 2.3.3 主要数据结构24-28
• 2.3.4 优先级/权重值28-31
• 2.4 模型定义31-34
• 2.4.1 基本模型31-32
• 2.4.2 温度模型32-33
• 2.4.3 温度功耗预测模型33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 模型框架及调度策略分析35-47
• 3.1 框架概述35-36
• 3.2 核间分配、迁移策略36-41
• 3.2.1 任务分配策略36-38
• 3.2.2 线程迁移策略38-41
• 3.3 核上调度算法41-46
• 3.3.1 算法基本思想41-43
• 3.3.2 算法概述43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 仿真实验及结果分析47-58
• 4.1 仿真环境47-50
• 4.1.1 仿真模型的选择47
• 4.1.2 HotSpot介绍47-50
• 4.2 仿真参数50-51
• 4.3 任务分配策略仿真51-53
• 4.3.1 仿真实验51-52
• 4.3.2 结果分析52-53
• 4.4 TBCFS调度算法分析与仿真53-57
• 4.4.1 仿真实验53-56
• 4.4.2 结果分析56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 本文总结58
• 5.2 工作展望58-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间发表的学术论文目录6

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7 冉天纲;系统级温度功耗均衡模型的研究[D];安徽大学;2015年

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本文编号：385555