メモリ消費電力に基づくCPU周波数動的制御手法の評価

概要

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本論文では,メモリ消費電力に基づく CPU 周波数動的制御手法について述べる.既存の研究事例では, Memory-bound であるアプリケーションの実行時に CPU 周波数を低く設定する省電力化手法を Performance Monitoring Counter (PMC) に基づき行う.しかし, PMC はマシン異常監視 (nmi watchdog) やプロファイラといった様々な用途で利用されるため, PMC をアプリ特性判定に利用するとこれらの用途への利用が制限される.また, PMC によるアプリ特性判定はソフトウェア環境に依存するため,運用管理面で手間を要することがある.さらに,アプリ特性を PMC によって判定すると,アプリ特性判定のソフトウェア処理がターゲットホスト上で走行し CPU リソースを消費するという問題がある.本論文では, Memory-bound であるかどうかのアプリ特性をメモリ消費電力に基づき判定する. Memory-bound であるアプリケーションの実行時にメモリ消費電力が高く, CPU-bound であるアプリケーションの実行時にメモリ消費電力が低いという特性を利用して,メモリ消費電力によりアプリ特性を判定する.そして,メモリ消費電力が高い場合に CPU 周波数を低く設定し,省電力化する.提案手法は,メモリ消費電力を用いるため PMC の用途を制限しない.また,提案手法はセンサ情報に基づくため,外部サーバコントローラから利用可能であり,ソフトウェア環境に依存しない実装が可能である.さらにこの場合,アプリ特性判定に CPU リソースを消費しない. NPB ベンチマーク 8 種による評価では,平均 3% の性能低下に対し,平均 5% の CPU 消費電力量を削減できた.特に, is.C ベンチマークでは 5% の性能低下に対し, 15% の CPU 消費電力量の削減を確認できた.また提案手法は, Last Level Cache Miss イベントを利用した PMC の手法に対し同程度の効果を確認でき,本手法の有効性が確認できた.
2012-10-15

メモリ消費電力に基づくCPU周波数動的制御手法の評価

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