Gerenciamento dinâmico de energia em processadores com cargas de trabalho variantes no tempo.

• Autor(a) principal: LUIZ, Saulo Oliveira Dornellas.
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9599
• topic: Gerenciamento Dinâmico de Energia; Sistemas de Computação; Cadeias de Markov; Carga de Trabalho; Controle Adaptativo; Semicondutores; Baixo Consumo de Energia; Técnicas de Estimação; Dynamic Energy Management; Computing Systems; Markov Chains; Work Load; Adaptive Control; Semiconductor; Low Energy Consumption; Estimation Techniques; Engenharia Elétrica

A necessidade de economizar energia está presente em quase todos os sistemas de computação. Para lidar com essa demanda crescente por gerenciamento de energia, os fabricantes de semicondutores têm desenvolvido várias técnicas de projeto de baixo consumo, tais como: estados de baixo consumo, escalonamento dinâmico de tensão e frequência e clock gating. Por exemplo, no caso do gerenciamento de energia de um processador ao nível do sistema operacional, o objetivo é escolher o par de tensão e frequência mais adequado para minimizar o consumo de energia e garantir o nível de desempenho desejado pelo usuário. Um grande desafio para o caso de sistemas computacionais de propósito geral é que a carga de trabalho do sistema é inicialmente desconhecida e variante no tempo. Assim é necessário um gerenciador de energia, em que os estados de energia do sistema são escolhidos através de um procedimento denominado política de gerenciamento de energia. Na literatura, há uma grande quantidade de políticas consideradas ótimas para sistemas alvo específicos. Além disso, em grande parte essas políticas podem ser consideradas de malha aberta, pois, em tempo de execução, o desempenho do sistema não é comparado a um valor de referência de desempenho especificado. Com o objetivo de garantir que o desempenho do sistema seja igual a um valor de referência de desempenho especificado, técnicas de controle em malha fechada tem sido aplicadas ao problema de gerenciamento dinâmico de energia em diferentes cenários, tais como, o desempenho de aplicações, o nível de utilização de um microprocessador embarcado executando um conjunto conhecido de tarefas de tempo-real de controle, a ocupação de um buffer num decodificador multimídia, etc.. Neste trabalho, foi desenvolvida uma técnica de controle adaptativo para gerenciamento dinâmico de energia, com o objetivo de garantir um nível de desempenho especificado e minimizar o consumo de energia de um processador provido de escalonamento dinâmico de tensão e frequência, considerando que a carga de trabalho do sistema é inicialmente desconhecida e variante no tempo. Essa técnica foi concebida o mais geral possível, para que possa ser utilizada em diferentes tipos de sistemas computacionais. Nos resultados experimentais, a técnica de controle adaptativo desenvolvida superou, tanto em potência quanto em desempenho do sistema, outras políticas de gerenciamento de energia do estado da arte.