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陈娟,易会战,董勇,杨学军.能量受限的软件预取优化问题.软件学报,2006,17(7):1650-1660
能量受限的软件预取优化问题
Energy-Constrained Software Prefetching Optimization
投稿时间:2005-10-07  修订日期:2005-12-31
DOI:
中文关键词:  动态电压调节  能量受限  低功耗  性能最优  软件预取
英文关键词:dynamic voltage scaling  energy-constrained  low power  performance optimization  software prefetching
基金项目:
作者单位
陈娟 国防科学技术大学,计算机学院,湖南,长沙,410073 
易会战 国防科学技术大学,计算机学院,湖南,长沙,410073 
董勇 国防科学技术大学,计算机学院,湖南,长沙,410073 
杨学军 国防科学技术大学,计算机学院,湖南,长沙,410073 
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中文摘要:
      在移动设备和嵌入式设备中,能量的供给是十分有限的,它受限于能量供给设备的容量和节电能力的大小.在能量受限的环境下,电池所提供的能量不足以使系统达到最优的性能目标.因此,提出了一种能量受限环境下最优化预取性能的方法.该方法通过软件控制的手段,能在有限的能量供给条件下达到最优的性能.该方法是基于动态频率可调的CPU和存储器的.根据CPU和存储器的忙闲情况,通过插入频率调节指令,指导调节CPU和存储器的频率,使得预取优化的两个性能指标(一是时间,二是处理器收益)在一定的能量约束条件下达到最优.对该问题建立了详细的模型及模拟环境,并通过一组以数组访问为主的测试程序验证了该方法的有效性.模拟结果表明,该方法对能量受限预取优化问题是有效的.
英文摘要:
      In mobile and embedded devices, the energy supply is strictly constrained with the battery capacity and energy saving ability. In these energy-constrained settings, the available energy budget is not sufficient to meet the optimal performance objective. This paper presents an energy-constrained software prefetching optimization approach, which can obtain the optimal performance under the limited energy resource. The approach is based on DVS-enabled CPU and memory. Through inserting frequency-scaling instructions, CPU and memory frequencies are simultaneously adjusted to meet two performance objectives (one is the time; the other is the processor gain) under a given energy constraint. A detailed analytical model is built and then the effectiveness of the approach is validated by a set of array-intensive applications. Experimental results show that the approach is effective for energy-constrained prefetching optimization problem.
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