Skip to main content
SUPERVISOR
Pejman Khadivi,MasoudReza Hashemi
پژمان خدیوی (استاد راهنما) مسعودرضا هاشمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdi Kalbasi
مهدی کلباسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
With scaling of chip manufacturing technology, process variation- divergence of process parameters from their nominal values - gets worse; on one hand, process variation results in differences in delay and power consumption of the die’s transistors. On the other hand, with advances in technology, designers can put more processor cores on a die, and we could have Chip-MultiProcessors (CMPs). In a CMP, a consequence of within-die process variation is that the individual cores consume different power and offer different maximum frequencies. Therefore, considering a variation affected CMP as a homogeneous one is a wrong assumption. In such a system, if variation not considered in task allocation, the scheduling would be suboptimal. In contrast, if variations observed as an effective parameter in task allocation algorithms, a significant improvement in throughput and power consumption is available. Similarly, ignoring variations in CMP power management, even global-DVFS-based power management techniques, is not best. Instead, DVFS can be performed in per-core manner or in the dynamic voltage/frequency islands. It is significant that such scheduling and power management algorithms can be easily carried out in today’s commercial processors. For example, Intel's Foxton technology for the monitoring and control power of cores is used in their processors. Furthermore, the AMD quad-core Barcelona processor provides per-core frequency assignment. Many techniques are offered to improve the performance of heterogeneous CMPs by optimization of application scheduling algorithms (However, CMP can be designed heterogeneous from the first). These algorithms try to allocate each application to the best-suited core, which run the application in less time and with minimal power consumption. As far as we know, in none of them disrupt the balance of this system is not considered. Indeed, in such methods, some parts of the chip have a great load while other parts are mostly idle. As a result distribution of temperature will be asymmetric at the chip wide, and therefore, we will have hotspots. In addition, leakage power relies on the temperature exponentially and will increase largely. Moreover, passing threshold temperature will activate dynamic thermal management (DTM) techniques, which influence performance dramatically; both cases have been described in. Another issue is that assigning cores for applications due to increasing performance may be opposed with fairness. Due to uniformity of core's capabilities in a heterogeneous CMP, applications execute on cores with different performance. Therefore, scheduling strategy should allow all the applications to use high-performance cores equally as much as possible. In this thesis, we propose a scheduling method for CMPs that in addition to process variation, considers balancing of the CMP in task allocation. Hence, processor resources used fairly, and temperature distributed chip wide. Moreover, to optimize power consumption, per-core DVFS is used. To increase the speed of optimization algorithm, uses of DVFS with very low resolution have suggested which makes the search space small and overheads of finding the voltage/frequency optimal values reduce. Keywords: Application Scheduling; DVFS; Chip MultiProcessors; Process Variation; Power Management; Balancing
تغییرات فرآیند درون ریز تراشه می‌تواند باعث ایجاد تفاوت گسترده ای در فرکانس و توان مصرفی هسته هایی از یک چندپردازنده روی تراشه شود که به صورت یکسان طراحی شده‌اند. در نتیجه هسته های یک چندپردازنده روی تراشه عملکردهای متفاوتی خواهند داشت. در یک چندپردازنده روی تراشه متأثر از تغییرات، در نظر گرفتن این پارامتر (تغییرات) در الگوریتم‌های تخصیص وظیفه ها به هسته ها و مدیریت توان امری اجتناب ناپذیر است. چرا که الگوریتم‌های زمان بندی و مدیریت توان سنتی برای چند هسته ای های همگن طراحی شده‌اند. در الگوریتم‌های سنتی، متفاوت بودن توانایی‌ها و نیازمندی‌های هسته های مختلف در تصمیم گیری‌های الگوریتم در نظر گرفته نمی‌شود. در کارهای انجام شده در گذشته، برای بهبود کارایی و کاهش توان مصرفی چندپردازنده روی تراشه های متأثر از تغییرات، روش‌هایی برای زمان بندی آگاه از تغییرات و تنظیم پویای ولتاژ و فرکانس هسته ها ارائه شده است. تا آنجا که ما می‌دانیم در این کارها اثر الگوریتم‌های ارائه شده بر تعادل چندپردازنده روی تراشه دیده نشده است. در نظر نگرفتن تعادل، منجر به عدم توزیع مناسب توان مصرفی هسته ها در سطح تراشه می‌شود. مهم‌ترین نتیجه توزیع نامناسب توان، غیر یکنواخت شدن پروفایل دمایی سیستم است. در این پایان نامه ما یک روش زمان بندی تغییرات-آگاه ارائه نموده‌ایم که وظیفه ها را با در نظر گرفتن خصوصیات کارایی و توان هر هسته به آن اختصاص می‌دهد. همچنین در نگاشت وظیفه ها به هسته ها با توجه به گذشته هر هسته، سعی می‌کند تعادل را در سیستم برقرار کند. علاوه بر این، برای کنترل توان سیستم یک الگوریتم تخصیص پویای ولتاژ-فرکانس (DVFS) به صورت جداگانه برای هر هسته، استفاده نموده‌ایم. برای کاهش بالاسری‌های الگوریتم DVFS تفکیک پذیری آن بسیار پایین در نظر گرفته شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که با اجرای الگوریتم ارائه شده، توزیع توان مصرفی در سطح تراشه به میزان قابل توجهی (تا 85 درصد) بهبود خواهد یافت. در نتیجه پروفایل دمایی بهتر و کارایی بیشتر و هزینه های جانبی کمتری خواهیم داشت. کلمات کلیدی: 1- تغییرات فرآیند 2- زمانبندی 3-مدیریت توان 4-تعادل بار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی