新世代プロセッサのためのコンパイラと実行時システムによる多角的多目的最適化

使用新一代处理器的编译器和运行时系统进行多方面多目标优化

基本信息

批准号：
18650007
负责人：
国枝義敏
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)と呼ばれる機能に着目している.この機能は,一般にプロセッサの動作電圧とクロック周波数を動的に制御する技術を指し,現在では,Enhanced Intel SpeedStepなど多くのプロセッサで採用されている.しかもソフトウェアからでも,この機能を利用する(DVFS制御関数)ことにより,ハードウェアの動作電圧およびクロック周波数をn段階に切り替えることが可能である.本研究では,現在一般に入手可能なDVFS制御機能付きのプロセッサを搭載したPC4台で並列処理の実験環境(PCクラスタ)を構築・実験している.このDVFS機能を利用する省電力最適化の具体化案として,PCクラスタ上で動作する並列プログラムに対して,昨年度提案したアルゴリズムを,今年度は,一度の試行で入力データが変化しても対応可能とすべく実行時に最適化判定するように,より実用化/具体化した.基本的な考え方は,(1)まず与えられた並列処理プログラムを基本ブロックに分解し,同時に一度実行して消費電力を測定し,(2)ループ中で通信比率の多い連続する複数ブロックを一つにまとめ,(3)そうして得られたブロック群ごとに,ハードウェア側がソフトウェア側に許しているn段階のDVFS切り替えを実行時に試し,(4)その中からPCクラスタ全体の消費電力量を最適化する周波数f-bestを実行時に選び,(5)n+1回目以降の繰り返しを,その周波数で実行するように,DVFS制御関数を挟み込む.この手法を,実際にNAS parallel benchmark programsの複数の並列処理プログラムに適用し有効性を検証した.

这项研究重点是称为DVFS（动态电压和频率缩放）的函数。该功能通常是指动态控制处理器的工作电压和时钟频率的技术，现在被称为增强的英特尔。许多处理器（例如SpeedStep）使用它。此外，通过使用此功能（DVFS控制功能），可以将硬件的操作电压和时钟频率切换到n个阶段。在这项研究中，我们正在使用配备具有DVFS控制函数的处理器的四个PC上建立和实验，并在四个PC上进行并行处理实验环境（PC群集）。作为使用此DVFS函数实施电力优化的具体计划，今年执行了去年针对PC群集运行的并行程序提出的算法，因此可以在一次试验中更改输入数据。 The basic idea is to (1) first decompose a given parallel processing program into basic blocks, and then run it once to measure power consumption, (2) combine multiple consecutive blocks with a large communication ratio in a loop into one, (3) try to execute n-stage DVFS switching that the hardware side allows for the software side when performing the operation, (4) select the frequency f-best that optimizes the power consumption of the entire PC cluster at the time, and （5）插入DVFS控制函数，以便以该频率进行N+1和随后的重复。实际使用了此技术。我们将其应用于多个并行处理程序以验证其有效性。