隨著集成電路工藝的發(fā)展,登納德縮放定律開始失效,芯片的功耗密度開始隨著工藝進(jìn)步而升高,導(dǎo)致多核處理器在功耗密度突破功耗墻之后,不得不在芯片運(yùn)行時(shí)徹底關(guān)斷部分芯片部件來保證芯片的溫度安全,出現(xiàn)了所謂的暗硅問題。對(duì)于存在暗硅問題的多核芯片,我們需要確定合理的開啟核心數(shù)量和分布,也需要在設(shè)計(jì)或?qū)崟r(shí)運(yùn)行時(shí)估計(jì)出各個(gè)核心合理的功耗預(yù)算來進(jìn)行相應(yīng)的熱管理。針對(duì)需求,本文對(duì)暗硅芯片的功耗預(yù)算估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)情況下的功耗預(yù)算估計(jì)算法,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。首先,為了后續(xù)算法設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文對(duì)多核處理器芯片進(jìn)行了熱建模,利用HotSpot提取了所需的熱模型。之后,本文創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種快速的靜態(tài)功耗與溫度耦合仿真的算法,為計(jì)算功耗預(yù)算提供可靠的依據(jù),也是本文的突出成果和核心算法。本文基于泰勒展開的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜態(tài)功耗模型以及整體熱模型的局部線性化,運(yùn)用基于頻率采樣的模型降階方法對(duì)大規(guī)模的熱模型進(jìn)行降階,還特別設(shè)計(jì)了一種基于增量式奇異值分解的投影矩陣更新技術(shù)。該算法具備對(duì)暗硅芯片的靜態(tài)功耗及溫度分布進(jìn)行快速準(zhǔn)確分析的能力,在保證精度的同時(shí),相對(duì)于傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)十倍至數(shù)百倍的加速,... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外的相關(guān)研究工作
    1.3 本文主要工作
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 多核處理器芯片熱建模
    2.1 基本熱傳遞理論
        2.1.1 基本的熱傳遞模式與熱阻
        2.1.2 基本單元的熱模型建立
    2.2 HotSpot熱建模
    2.3 熱仿真方法推導(dǎo)
    2.4 HotSpot熱模型精度驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 靜態(tài)功耗與溫度耦合快速分析算法設(shè)計(jì)
    3.1 漏電流模型分析
    3.2 常規(guī)靜態(tài)功耗與溫度耦合瞬態(tài)分析方法
    3.3 對(duì)熱模型的線性化
        3.3.1 對(duì)亞閾值電流的局部線性化
        3.3.2 局部線性熱模型建立
        3.3.3 展開點(diǎn)的選取策略
    3.4 熱模型模型降階
        3.4.1 單個(gè)熱模型的降階算法
        3.4.2 特別設(shè)計(jì)的增量式SVD更新方法
    3.5 快速耦合分析算法的驗(yàn)證分析
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        3.5.2 精度與耗時(shí)分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 暗硅芯片功耗預(yù)算估計(jì)算法設(shè)計(jì)
    4.1 穩(wěn)態(tài)下的功耗預(yù)算估計(jì)及亮核數(shù)量推薦算法設(shè)計(jì)
        4.1.1 基本問題分析
        4.1.2 問題近似
        4.1.3 基于貪心策略的求解方法
    4.2 瞬態(tài)功耗預(yù)算估計(jì)算法設(shè)計(jì)
        4.2.1 基本問題分析
        4.2.2 模型預(yù)測控制方法
        4.2.3 優(yōu)化問題推導(dǎo)與求解
    4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        4.3.2 穩(wěn)態(tài)功耗預(yù)算算法的驗(yàn)證分析
        4.3.3 瞬態(tài)功耗預(yù)算算法的驗(yàn)證分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3157418