异构众核芯片的可扩展全局功耗管理机制与算法研究

项目名称： 异构众核芯片的可扩展全局功耗管理机制与算法研究

项目编号： No.61300037

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 刘彦

作者单位： 湖南大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 众核芯片及系统可为应用程序提供高度并行性而成为高性能计算领域的研究热 点，但芯片的动态异构性和功耗管理问题颇具挑战。运行时的任务调度和功耗管理器需要快速适应芯片的变化来保证计算效能。本研究针对众核芯片处理器内核数量不断增加的特点，基于芯片内部程序性能计数器（PMC）设计具有良好准确性、可分解性、适应性和响应特点的功耗模型。然后针对众核芯片所面临的动态异构性设计功耗敏感运行时调度算法，并进一步构建层次化全局功耗管理机制。使用层次化的方式实现芯片级的可扩展功耗管理、内核级的任务映射与功耗规划、以及运行时线程调度，使众核芯片在面临动态异构性时，在给定功率预算约束下保持一个高效能的计算水平。最后，我们将集成阶段性研究成果，通过数值模拟、基于FPGA仿真平台和原型系统实测平台对所提算法和机制进行验证。

中文关键词： 众核体系结构；功率控制；可扩展；异构多处理器；

英文摘要： The many-core chip can provide high degree of parallelism for its applications hence becoming a very hot research topic of high performance computing,but the dynamic heterogeneity and power management are especially challenging due to its unpredictability. The runtime task scheduler and globle power manager must be nimble enough to handle such random heterogeneity to maintan effectively computing. This research intends to design a PMC-based power model provide accurate power consumption estimation, component-based power consmption and the capacity of responsiveness. In addition, taking account of the low energy requirements and random heterogeneity of the system, this research intends to design a new hierarchical global power management mechanism and variation-aware task scheduling algorithm based on the above model. The performance of many-core chip with dynamic heterogeneity can maintain in a usable level by benefiting from above power management and run-time thread scheduling. Finally, all these research results will be validated and tested on the numerical simulation, FPGA-based emulation and many-core chip experimental platform.

英文关键词： many-core architecture；power control；scalable；heterogeneous chip multiprocessos；