Journal of the Korea Society of Computer and Information (한국컴퓨터정보학회논문지)

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Power-efficient Scheduling of Periodic Real-time Tasks on Lightly Loaded Multicore Processors

저부하 멀티코어 프로세서에서 주기적 실시간 작업들의 저전력 스케쥴링

  • Lee, Wan-Yeon (Dept. of Computer Science, Dongduk Women's University)
  • 이완연 (동덕여자대학교 컴퓨터학과)
  • Received : 2011.12.29
  • Accepted : 2012.02.09
  • Published : 2012.08.31
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Abstract

In this paper, we propose a power-efficient scheduling scheme for lightly loaded multicore processors which contain more processing cores than running tasks. The proposed scheme activates a portion of available cores and inactivates the other unused cores in order to save power consumption. The tasks are assigned to the activated cores based on a heuristic mechanism for fast task assignment. Each activated core executes its assigned tasks with the optimal clock frequency which minimizes the power consumption of the tasks while meeting their deadlines. Evaluation shows that the proposed scheme saves up to 78% power consumption of the previous method which activates as many processing cores as possible for the execution of the given tasks.

본 논문에서는 작업 개수보다 프로세싱 코어 개수가 많은 저부하 멀티코어 프로세서에 적합한 실시간 작업용 저전력 스케쥴링 기법을 제안하였다. 제시된 기법을 시스템상에 존재하는 모든 프로세싱 코어들을 사용하지 않고, 주어진 작업들의 전체 계산량을 고려하여 일부의 프로세싱 코어들만을 사용하고 나머지 사용하지 않는 코어들의 전원을 소등하여 전력소모량을 줄였다. 또한 휴리스틱 기법을 사용하여 주어진 작업들을 프로세싱 코어들에게 빠르게 배치하였다. 마지막을 각각의 프로세싱 코어는 배치된 작업들의 데드라인 모두 만족하면서 전력소모량을 최소화하도록 프로세싱 코어에 적용되는 최적의 클락 주파수를 선택하여 사용하였다. 제시된 스케쥴링 기법과 기존의 프로세싱 코어들을 최대한 많이 사용하는 방법을 비교하는 실험에서, 제시된 기법이 기존 방법의 전력소모량을 최대 78%까지 감소시킴을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 동덕여자대학교

References

  1. Semiconductor Industry Association (SIA), International Technology Roadmap for Semiconductors: 2005 Edition, http://www.itrs.net.
  2. L. Benini, A. Bogliolo, and G. Micheli, "A survey of design techniques for system-level dynamic power management,'' IEEE Trans. VLSI Syst., vol. 8, no. 3, pp. 299-316, 2000. https://doi.org/10.1109/92.845896
  3. J. Choi, N. Park, and D. Ahn, "A lower power scheduling and allocation for multiple supply voltage,'' Journal of the Korea Society of Computer and Information, vol. 7, no. 2, pp. 79-86, 2002.
  4. R. Xu, C. Xi, R. Melhem, and D. Moss, "Practical PACE for embedded systems,'' ACM Int'l Conf. Embedded Software, 2005, pp. 54-63.
  5. C. Yang, J. Chen, and T. Kuo, "An approximation algorithm for energy-efficient scheduling on a chip multiprocessor,'' Design, Automation and Test in Europe Conf., 2005, pp. 468-473.
  6. H. Aydin and Q. Yang, "Energy-aware partitioning for multiprocessor real-time systems,'' Int'l Parallel Distributed Processing Symp., 2003, p. 113.2.
  7. D. Zhu, R. Melhem, and B. Childers, "Scheduling with dynamic voltage/speed adjustment using slack reclamation in multiprocessor real-time systems,'' IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst., vol. 14, no. 7, pp. 686-700, 2003. https://doi.org/10.1109/TPDS.2003.1214320
  8. A. Andrei, P. Eles, Z. Peng, M. T. Schmitz, and B. Hashimi, "Energy optimization of multiprocessor systems on chip by voltage selection,'' IEEE Trans. VLSI Syst., vol. 15, no. 3, pp. 262-275, 2007. https://doi.org/10.1109/TVLSI.2007.891101
  9. H. Kim, H. Hong, H.-S. Kim, J.-H. Ahn, and S. Kang, "Total energy minimization of real-time tasks in an on-chip multiprocessor using dynamic voltage scaling efficiency metric,'' IEEE Trans. CAD IC Syst., vol. 27, no. 11, pp. 2088-2092, 2008. https://doi.org/10.1109/TCAD.2008.2006094
  10. E. Seo, J. Jeong, S. Park, and J. Lee, "Energy efficient scheduling of real-time tasks on multicore processors,'' IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst., vol. 19, no. 11, pp. 1540-1552, 2008. https://doi.org/10.1109/TPDS.2008.104
  11. H. Pack, J. Yeo and W. Lee, "Energy-efficient multi-core scheduling for real-time video processing,'' Journal of the Korea Society of Computer and Information, vol. 16, no. 6, pp. 11-20, 2011. https://doi.org/10.9708/jksci.2011.16.6.011
  12. W. Lee, "Energy-saving DVFS scheduling of multiple periodic real-time tasks on multi-core processors,'' IEEE/ACM Symp. Distributed Simulation and Real Time Applications, 2009, pp. 216-223.

Cited by

  1. 멀티코어 프로세서의 누수 전력을 고려한 실시간 작업들의 확률적 저전력 DVFS 스케쥴링 vol.19, pp.4, 2012, https://doi.org/10.9708/jksci.2014.19.4.025
  2. 멀티코어 프로세서상의 실시간 태스크들을 위한 중복 실행에 기반한 저전력 결함포용 스케줄링 vol.19, pp.5, 2012, https://doi.org/10.9708/jksci.2014.19.5.001
  3. 주기적 실시간 작업들의 전력 소모 감소를 위한 병렬 수행을 활용한 다중코어 DVFS 스케줄링 기법 vol.19, pp.12, 2012, https://doi.org/10.9708/jksci.2014.19.12.001
  4. 임베디드 환경에서 실시간 가상 터치 인식 시스템의 구현 vol.19, pp.10, 2012, https://doi.org/10.9717/kmms.2016.19.10.1759