隨著集成電路CMOS工藝的不斷發(fā)展,多核處理器芯片上的集成晶體管數(shù)量呈現(xiàn)出急劇增長的態(tài)勢,總數(shù)上已經(jīng)普遍超過30億。但這一工藝無法避免地同時(shí)導(dǎo)致其耗密度的大幅增加,不僅會嚴(yán)重阻礙處理器性能的可持續(xù)提升,還將對處理器的封裝方式、散熱構(gòu)架等技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域形成巨大挑戰(zhàn)。因此,如何優(yōu)化多核處理器的功耗,已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)處理器領(lǐng)域的科研人員無法回避的難題。從理論上分析,當(dāng)處理器出現(xiàn)空閑或者處理器性能高于實(shí)際需要時(shí),可以適當(dāng)?shù)貙μ幚砥鬟M(jìn)行降頻、降壓處理。這就是當(dāng)前多核處理器功耗優(yōu)化方案中最為普遍的DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)控制。本文對一款國產(chǎn)高能效多核SCP處理器進(jìn)行功耗測試,并基于該SCP處理器設(shè)計(jì)適用的DVFS調(diào)度算法,完成的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)包括:1.設(shè)計(jì)出多核SCP處理器在UBOOT固件層、驅(qū)動層的低功耗管理代碼,基于CPLD實(shí)現(xiàn)片外電壓調(diào)節(jié)的控制邏輯。2.完成多核SCP處理器在多種應(yīng)用場景和低功耗優(yōu)化配置下的功耗測試。3.設(shè)計(jì)出雙閾值功耗自適應(yīng)DVFS的調(diào)節(jié)算法DTPA(double threshold power adaption)。該算法采用多級閾值控制并調(diào)節(jié)電壓和頻率,較之于目前普遍采用的單閾值調(diào)節(jié)算法,能夠在保證性能所受更小影響的同時(shí),節(jié)省更多功耗。在運(yùn)行國產(chǎn)操作系統(tǒng)的SCP多核處理器實(shí)驗(yàn)平臺上,采用DTPA算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在大部分測試程序中,功耗降低的百分比高于性能降低的百分比,并且大部分測試程序的性能都能維持在90%以上,能夠?qū)崿F(xiàn)的最高功耗優(yōu)化比例為35%。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN407

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉騰福;朱宗衛(wèi);呂良;孫貝磊;周學(xué)海;李曦;;交互式系統(tǒng)下基于任務(wù)重要性的DVFS技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2014年11期

2 陳云;賈剛勇;李曦;張海鵬;;基于任務(wù)行為分析的DVFS機(jī)制[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2013年10期

3 謝向輝;胡蘇太;李宏亮;;多核處理器及其對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響[J];計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索;2008年06期

本文編號：2441961