發(fā)布時(shí)間：2021-11-25 19:45

　　綠色計(jì)算是當(dāng)前高性能計(jì)算領(lǐng)域最為關(guān)注的話題之一,降低系統(tǒng)功耗、提高系統(tǒng)效能是維持超級計(jì)算機(jī)向更大規(guī)模系統(tǒng)發(fā)展的重要途徑。異構(gòu)并行系統(tǒng)已成為當(dāng)前高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢之一,與傳統(tǒng)同構(gòu)并行系統(tǒng)相比,集成有專用加速部件的異構(gòu)并行系統(tǒng)具有更高的峰值計(jì)算速度和峰值效能。然而,由于異構(gòu)處理器間計(jì)算速度和功耗開銷的不同,已有的面向同構(gòu)系統(tǒng)的功耗優(yōu)化方法難以高效應(yīng)用于異構(gòu)并行系統(tǒng)。本文針對異構(gòu)系統(tǒng)的功耗優(yōu)化問題展開研究,主要工作與創(chuàng)新包括:1.提出異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的并行循環(huán)調(diào)度方法（第二章）并行循環(huán)是科學(xué)與工程計(jì)算程序中的主要優(yōu)化對象,文章以類OpenMP并行程序?yàn)檠芯繉ο?研究在滿足性能約束的條件下結(jié)合異構(gòu)系統(tǒng)并行循環(huán)調(diào)度和處理器動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)技術(shù)優(yōu)化系統(tǒng)功耗。首先建立了異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的并行循環(huán)調(diào)度問題基本模型,然后通過分析方法給出異構(gòu)系統(tǒng)并行循環(huán)調(diào)度的能耗下界,該下界可用于評估功耗優(yōu)化方法的執(zhí)行效率。進(jìn)而,將異構(gòu)系統(tǒng)并行循環(huán)調(diào)度問題歸納為一般整數(shù)規(guī)劃問題,給出了該問題的求解方法。2.提出異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的多計(jì)算段頻率調(diào)節(jié)與任務(wù)劃分方法（第三章）并行程序一般由多個(gè)串行段和并行段程序組成,... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 異構(gòu)并行系統(tǒng)是當(dāng)前高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展趨勢之一
    1.2 大規(guī)模異構(gòu)并行系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)
    1.3 相關(guān)工作
        1.3.1 性能約束下的功耗優(yōu)化研究
        1.3.2 功耗約束下的性能優(yōu)化研究
        1.3.3 異構(gòu)多核處理器功耗優(yōu)化研究
        1.3.4 基于加速部件的異構(gòu)系統(tǒng)功耗優(yōu)化研究
    1.4 本文的研究內(nèi)容
    1.5 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
        1.5.1 異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的并行循環(huán)調(diào)度方法
        1.5.2 異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的多計(jì)算段頻率調(diào)節(jié)與任務(wù)劃分方法
        1.5.3 異構(gòu)系統(tǒng)通信感知的全程序能耗優(yōu)化方法
        1.5.4 異構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)用感知的最大功耗管理方法
    1.6 論文結(jié)構(gòu)
第二章 異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的并行循環(huán)調(diào)度方法
    2.1 模型與概念
    2.2 異構(gòu)系統(tǒng)并行循環(huán)調(diào)度方法
        2.2.1 給定循環(huán)調(diào)度的處理器最優(yōu)頻率求解
        2.2.2 并行循環(huán)調(diào)度能耗下界分析
        2.2.3 并行循環(huán)調(diào)度問題優(yōu)化
    2.3 編譯實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 算法實(shí)現(xiàn)
        2.3.2 代碼示例
    2.4 實(shí)驗(yàn)評估
        2.4.1 測試平臺
        2.4.2 測試用例
        2.4.3 結(jié)果分析
    2.5 小結(jié)
第三章 異構(gòu)系統(tǒng)功耗感知的多計(jì)算段頻率調(diào)節(jié)與任務(wù)劃分方法
    3.1 同構(gòu)計(jì)算段程序能耗優(yōu)化方法
        3.1.1 建立同構(gòu)計(jì)算段能耗模型
        3.1.2 能耗最優(yōu)的處理器頻率求解方法
    3.2 異構(gòu)計(jì)算段程序能耗優(yōu)化方法
        3.2.1 建立并行段最優(yōu)能耗與執(zhí)行時(shí)間的關(guān)系
        3.2.2 臨界區(qū)操作對能耗優(yōu)化的影響
        3.2.3 基于最優(yōu)下降的啟發(fā)式求解算法
    3.3 實(shí)驗(yàn)評估
        3.3.1 測試平臺
        3.3.2 測試用例
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.4 小結(jié)
第四章 異構(gòu)系統(tǒng)通信感知的全程序能耗優(yōu)化方法
    4.1 問題的提出
    4.2 基于整數(shù)線性規(guī)劃的靜態(tài)最優(yōu)能耗優(yōu)化方法
        4.2.1 應(yīng)用模型
        4.2.2 系統(tǒng)模型
        4.2.3 性能模型
        4.2.4 基于ILP 的問題求解
    4.3 基于遺傳算法的動態(tài)自適應(yīng)能耗優(yōu)化方法
        4.3.1 動態(tài)頻率調(diào)節(jié)算法
        4.3.2 通信感知的任務(wù)劃分算法
    4.4 實(shí)驗(yàn)評估
        4.4.1 案例分析
        4.4.2 模擬實(shí)驗(yàn)
    4.5 小結(jié)
第五章 異構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)用感知的最大功耗管理方法
    5.1 問題的提出
    5.2 異構(gòu)并行系統(tǒng)模型與功耗控制框架
    5.3 異構(gòu)并行處理引擎功耗控制方法
    5.4 異構(gòu)并行處理組功耗控制方法
    5.5 系統(tǒng)級功耗控制方法
    5.6 實(shí)驗(yàn)評估與分析
        5.6.1 測試用例
        5.6.2 實(shí)驗(yàn)評估
    5.7 小結(jié)
第六章 結(jié)束語
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]低功耗軟件優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 陳娟.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[2]低功耗技術(shù)研究—體系結(jié)構(gòu)和編譯優(yōu)化[D]. 易會戰(zhàn).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[3]多線程低功耗編譯優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 趙榮彩.中國科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所） 2002



本文編號：3518675