【摘要】：本世紀初提升主頻之路走到了拐點,多核處理器應(yīng)運而生,逐漸成為研究熱點。處理器的重要評價指標是速度和功耗,如何加快速度降低功耗,成為本文關(guān)注的重點。暫時條件所限,本工作基于理論計算展開對比研究。 本工作主要目標有二： 一是基于阿姆達爾定律,重新計算多核處理器的加速比,以便分析設(shè)計速度更快的多核處理器； 二是基于CMOS電路低功耗設(shè)計,研究多核處理器的低功耗設(shè)計方法,為研究二維／三維多核處理器熱設(shè)計做鋪墊。 論文的主要內(nèi)容有四： (1)討論已有的并行技術(shù)研究,由計算時間來衡量處理速度,就產(chǎn)生了加速比的概念； (2)我們評述阿姆達爾定律給出的評價并行計算機加速性能的標準,然后融合蘭特法則與阿姆達爾定律,基于第一性原理提出新的加速比描述模型(指數(shù)模型)。 (3)討論對比對稱／非對稱的多核架構(gòu),給出兩種架構(gòu)的時間開銷描述式,得到更精確的非對稱架構(gòu)描述式,計算討論非對稱架構(gòu)優(yōu)于對稱架構(gòu)的判斷條件。 (4)分析電路功耗分布和類型,總結(jié)低功耗設(shè)計的策略和方法,然后討論三種多核處理器的熱設(shè)計方法：熱通孔技術(shù)；電壓島技術(shù)；動態(tài)熱量管理。 本文主要結(jié)果和結(jié)論有： (1)經(jīng)驗證,本文提出的新加速比描述模型(指數(shù)模型Speedup=mαf)可行。 (2)非對稱多核架構(gòu)在絕大多數(shù)條件下的性能都優(yōu)于對稱多核架構(gòu)。
[Abstract]:At the beginning of this century, the road of improving the main frequency has reached the inflection point, and the multi-core processor has emerged as the times require, and has gradually become a research hotspot. The important evaluation index of processor is speed and power consumption. How to accelerate speed and reduce power consumption has become the focus of this paper. A comparative study is carried out on the basis of theoretical calculation within the limits of temporary conditions. There are two main objectives of this work: one is to recalculate the speedup of multi-core processors based on Amdal's law, so as to analyze and design faster multi-core processors, and the other is to design low-power CMOS circuits. The low-power design method of multi-core processor is studied in order to pave the way for the study of two-dimensional / three-dimensional multi-core processor thermal design. The main contents of this paper are as follows: (1) the concept of speedup is produced when the speed of processing is measured by computing time. (2) We review the criteria given by Amdal's Law to evaluate the acceleration performance of parallel computers, and then merge Rand's Law with Amdal's Law. Based on the first principle, a new speedup description model (). (3) is proposed to discuss the comparison of symmetric and asymmetric multicore architectures. The time cost descriptions of the two architectures are given, and a more accurate description of asymmetric architectures is obtained. (4) analyze the distribution and type of circuit power consumption, summarize the strategies and methods of low power design, and then discuss three thermal design methods of multi-core processor: hot hole technology; Voltage Island Technology; dynamic Heat Management. The main results and conclusions of this paper are as follows: (1) the new speedup description model (exponential model Speedup=m 偽 f) proposed in this paper is feasible; (2) the performance of asymmetric multicore architecture is superior to that of symmetric multicore architecture under most conditions.
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP332

【參考文獻】

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1 張?zhí)祢U ,林孝康 ,余翔;SoC系統(tǒng)的低功耗設(shè)計[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2004年06期

2 趙國宇;;創(chuàng)建理想的低功耗設(shè)計[J];今日電子;2009年02期

3 李文石;姚宗寶;;基于阿姆達爾定律和蘭特法則計算多核架構(gòu)的加速比[J];電子學(xué)報;2012年02期

4 王愛峰;李曦;雷霆;周學(xué)海;;算法級能耗分析方法研究[J];計算機工程與應(yīng)用;2006年29期

5 李文石,錢敏,黃秋萍;三維微電子學(xué)綜述[J];微電子學(xué);2004年03期

6 李文石;二維和三維集成電路的熱阻計算[J];微電子學(xué);2005年05期

7 黃國睿;張平;魏廣博;;多核處理器的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J];計算機工程與設(shè)計;2009年10期

8 馮葉;鄧倩妮;;非對稱多核體系下的阿姆達爾定律性能模型研究[J];微電子學(xué)與計算機;2011年08期

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2 孟一聰;數(shù)字集成電路低功耗設(shè)計技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];清華大學(xué);2005年

3 章承科;基于多核處理器的實時操作系統(tǒng)的擴展[D];電子科技大學(xué);2006年

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本文編號：2233135