动态电压调节技术在高性能计算领域的能效研究

功耗问题是未来高性能计算机系统性能提高面临的最突出问题之一,本文调查典型的低功耗技术动态电压调节应用于高性能计算机系统的有效性。建立了动态电压调节技术在高性能计算领域的能耗模型,提出了程序运行时钟能耗和真实能耗的概念。在三种典型的计算机系统上,使用智能功率仪表测试使用动态电压调节技术后的系统能耗,说明了动态电压调节技术在高性能计算领域节能降耗的有效性。     

基于动态电压调节的低功耗视频解码技术研究

讨论在嵌入式系统中使用动态电压调节技术降低视频解码功耗。提出一种基于动态电压调节的低功耗解码技术。该方法采用移动平均法预测帧的解码时间,依据预测的结果动态地调节解码过程中微处理器的工作电压,降低能量消耗。实验结果表明,基于动态电压调节的视频解码器比常规解码器减少10%￣30%的能量消耗。     

基于语法树的实时动态电压调节低功耗算法

动态电压调节是一种有效的低功耗技术.使用这种技术,编译器指导的动态电压调节能够有效地降低系统功耗.提出了基于语言语法树的实时动态电压调节低功耗算法.该算法在静态程序最差时间分析方法的辅助下,通过在程序内部自动插入电压调节代码来实现电压调节.在RTLPower(real-time low-power)实时低功耗系统上完成了算法的实现,对嵌入式测试,程序集的初步测试证明该算法最大可节省50%的能量消耗.     

RTLPoWer：一个实时动态电压调节低功耗系统

功耗问题是计算机系统发展亟待解决的问题,硬件和软件在解决功耗问题上都有重要的作用.尽管有许多工具可用于低功耗硬件的开发,但支持软件技术开发的低功耗工具并不多见.我们基于ARM的指令集开发了一个实时动态电压调节低功耗系统RTLPower.RTLPower综合了编译指导的动态电压调节和程序的性能功耗模拟,该系统能够有效支持编译指导的动态电压调节技术的研究开发.     

DVS技术中切换时间间隔分配的方法

动态电压调节(DVS)被认为是低功耗设计中最有效的一项技术.但在应用动态电压调节技术的过程中,需要考虑许多细节问题,才能使模型真正接近实际系统,从而在分析中得到较优的结果.本文正是在DVS中考虑到了电压切换产生的时延和能耗,以一种新的模型来分析功耗、改进算法,最终达到降低功耗的目的.文中提出了分配切换时间间隔的一种依据.     

多核系统中基于动态电压频率调节的实时节能调度研究

在实时嵌入式领域,特别是无线移动和便携式计算领域,能耗是首要考虑的因素,这也是多核处理器尚未在嵌入式领域全面展开应用的首要因素。目前针对多核系统的实时应用,基于动态电压频率调节(DVFS)的实时节能调度技术研究得较少,还有许多问题亟待解决。本文介绍了多核系统中动态电压频率调节技术,分析讨论了当前多核系统中实时调度研究进展,主要针对同构多核、异构多核、并行任务模型和弱硬实时模型等方面,深入探讨了多核系统中基于DVFS的实时节能调度。本文结合多核系统、电压频率动态调节节能和实时调度,探索了多核系统中的实时节能调度,奠定了理论和技术基础,具有重大的理论意义和现实应用价值。     

基于Windows CE系统的动态电压管理

基于Windows CE平台设计的动态电压管理框架提供了管理处理器运行状态的机制,其核心的电压管理驱动程序实现了对处理器运行频率的查询和设置等功能,为应用程序中实施动态电压调节优化策略提供了充分的支持,进一步降低了系统的能耗.     

基于硬件剖析的DVS能耗优化

如何在满足系统性能要求的前提下尽可能降低系统能耗已成为嵌入式系统设计所面临的挑战之一。动态电压调节是降低能耗的有效技术，它能通过硬件剖析来识别“热点”，根据指令级并行(ILP)的变化情况动态调节处理器的电压和速度。实验表明该方法可在性能损失较小的情况下，有效节省能耗。     

无线传感器网络中的动态电压调节算法

无线传感器节点一般由电池供电,且电池不易更换,所以传感器网络最关注的问题是如何高效地利用有限的能量.动态电压调节技术允许软件在运行时动态的改变处理器的频率和电压,以减少它的能量消耗.分析了现有的一些动态电压调节算法,根据无线传感器网络多跳路由和拓扑易变化的特点,提出了一种针对中继节点的动态电压调节算法,并在NS2平台上对算法进行了仿真.通过对仿真结果的分析,表明改进的算法能够很好地减少系统能量消耗,延长无线传感器网络的使用寿命.     

多核系统中基于Global EDF 的在线节能实时调度算法

随着多核系统能耗问题日益突出,在满足时间约束条件下降低系统能耗成为多核实时节能调度研究中亟待解决的问题之一.现有研究成果基于事先已知实时任务属性的假设,而实际应用中,只有当任务到达之后才能够获得其属性.为此,针对一般任务模型,不基于任何先验知识提出一种多核系统中基于Global EDF在线节能硬实时任务调度算法,通过引入速度调节因子,利用松弛时间,结合动态功耗管理和动态电压/频率调节技术,降低多核系统中任务的执行速度,达到实时约束与能耗节余之间的合理折衷.所提出的算法仅在上下文切换和任务完成时进行动态电压/频率调节,计算复杂度小,易于在实时操作系统中实现.实验结果表明,该算法适用于不同类型的片上动态电压/频率调节技术,节能效果始终优于Global EDF算法,最多可节能15％～20％,最少可节能5％～10％.