基于可靠性约束的多核节能调度策略研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:QIAOKAIIORI
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,多核技术在许多领域得到了广泛的应用,虽然多核处理器强化了设备系统的性能,但它也一定会带来更高的功耗。众所周知,较高的功耗必然会导致处理器系统的温度升高,以至于在很大程度上使系统可靠性降低。因此,功耗最小化是多核系统所关心的主要问题之一,可靠性要求也必然存在于多核平台的应用之中。所以,必须对任务进行合理分配和调度才能在满足系统可靠性的同时减少能量消耗,而这两方面的优化研究却又存在着相互促进和制约的关系。因此,如何在保证系统运行时满足一定可靠性的前提下尽可能减少系统能耗,是多核处理器系统任务调度技术研究中亟待解决的问题,于当今计算机领域的各种应用都有着重要的实际意义。本文分别以多核平台下的帧任务及硬实时周期任务为对象,对基于可靠性约束的多核节能调度策略进行研究。主要研究工作如下:面向帧任务模型,以降低能耗并保证原始可靠性为目标,针对基于可靠性的动态电源管理策略中存在的问题,本文提出基于任务排序和动态回收的单核任务调度策略TSDR。该策略通过为任务安排一定数量的恢复块作为备份任务来保证可靠性目标,并且以任务排序为基础、结合了混合空闲回收的思想,在进行恢复块回收时动态地调整任务的运行频率。实验表明,在无故障发生的情况下,该策略与对比策略相比可节省14.5%的能耗;并且在设定一个故障发生时,也能比对比策略节能19.7%左右。然后在多核处理器平台,依据最坏适应调度方法将TSDR策略进行扩展,提出多核节能调度策略WFD-TSDR。通过实验表明,当任务可以向更多的处理器核分配时具有更好的节能效果。随后将任务模型调整为硬实时周期任务,以达到节约能耗、满足原始可靠性且容忍单一永久故障为目标,本文对基于固定优先级的备用备份策略做出了改进、提出基于混合任务和动态优先级的任务调度策略MTDP。由于硬实时周期任务不同于帧任务,数量较多且截止期均不同,该策略为每个主任务分配对应的备份任务以确保系统可靠性目标。并且基于任务混合的分配,该策略对于双核处理器而言还可以容忍单一永久故障。在调度中除了将主副版本任务混合分配给处理器,还结合动态优先级的思想增强可调度性、通过动态地计算预留时间减少主副任务的重叠以降低能耗。在最好情况下,即无故障发生时MTDP策略比对比策略节能可达17%左右;在最坏情况下,即所有主任务都发生故障时该策略也可比对比策略节省20%左右的能耗。为了进一步验证MTDP策略的有效性,以分簇思想为依据将MTDP策略实现于多核处理器平台,提出多核节能调度策略CDU-MTDP。实验结果表明CDU-MTDP策略在节能方面优于对比策略,最高可节省25%左右的能耗。
其他文献
~~
会议
众所周知,神经网络是能够高度模拟人脑神经突触联接结构的数学模型,并因其在信号处理、模式识别、并行运算及优化等领域广泛的应用受到国内外专家学者的关注。本世纪以来,神经网络在很多方面得到了广泛的应用。在人工神经网络中,神经网络的混沌同步作为一种特殊的混沌现象在控制科学与工程中被广泛地研究,并且已经得到了很多可观的理论成果和应用成果。由于实际应用要求同步要尽可能快的实现,在同步中引入了有限时间和固定时间
各种半导体光学微腔中腔模和激子之间的强耦合效应在很多领域已经得到了广泛的研究。而作为典型的宽禁带直接带隙材料,II-VI族半导体材料具有特定的形态,且具有非常大的激子束缚能和强的激子振子强度,为研究光-物质耦合提供了有利的平台。除此之外,还发现纳米结构材料对耦合效应的调节方式极其有限,很大程度上阻碍了该研究领域的进展,但在实际应用中非常需要实现动态可控性,随之提出“应变工程”,该方法设备需求较低,
大数据时代,随着网络和通信技术的不断发展,信息交互日益增强,各种新型的网络应用和数据服务蓬勃发展,例如流媒体、社交网络、在线存储以及移动支付等,丰富了人们的生活体验,
作为当代最重要的政治哲学家之一,罗尔斯一生致力于正义理论的研究。以《正义论》为核心,罗尔斯所构建的作为公平的正义理论在中西方学术界引发广泛关注。平等参与原则是罗尔
图形处理单元(GPUs)广泛应用于诸多领域中执行通用计算,例如科学计算,深度学习。为了在GPU编程中提供更大的灵活性,在GPU编程框架(如CUDA)中引入了动态内存分配。然而,CUDA提供的动态内存分配器在高并发环境下效率低下。因此,最近有研究提出了几种动态内存分配器来增强动态内存管理的性能。尽管多年来软件安全性得到了改进,与堆相关的攻击仍然是一个严重的威胁。在这些内存攻击中,缓冲区溢出最为危险。
钛合金是临床应用广泛的骨修复材料,具有强度高、生物相容性好、理化性能稳定、耐腐蚀等优点。然而,钛合金缺乏生物活性,因此需要对其进行生物活性的改善。近年来,硅基生物活性材料表现出了优异生物学性能,为了更好的结合钛合金的高强度与硅基生物活性材料的高活性,从而形成一类新型兼具高强度与高成骨活性的钛金属-硅基生物材料复合骨科植入物,本文进行了如下研究内容:1.之前我们研究了生物活性玻璃(BG)和介孔生物活
随着信息技术的发展,教育信息化已经成为全世界教育领域研究的重点。翻转课堂教学的成功实践便是源于信息化初步应用于教育领域的巨大成果,不仅提高了学生对课堂内容的内化程度,还通过翻转教师和学生在课堂上的角色来激发学生主动学习的热情,从而更好的培养了学生独立思考的能力。然而实际的实践教学中,由于对随堂测验的诊断不够精确,学生自主学习后,不能准确诊断出学生知识的真实掌握情况,课堂内化环节也就无法实现有针对性
GPU在HPC和云计算平台中被广泛部署来加速通用计算任务。其丰富的线程级并行可以提高GPU的利用率并且最大化系统吞吐量,因此在如机器学习、数据查询等场景中被广泛使用。在这些场景中,多个用户的进程在GPU上并行执行,确保用户间程序的独立性与安全性就成为了一个不可忽视的问题。但是有研究表明,GPU上存在着缓冲区溢出问题,一个进程可以利用缓冲区溢出去攻击同一GPU上的其他用户的进程。现有的针对GPU上的
聚氨酯丙烯酸酯作为光固化体系的低聚物,因其具有柔韧性好、附着力好、耐磨性能好和固化速率快,且性能可调等优点,故在油墨、涂料、弹性体等方面得到广泛使用。二聚酸为植物