一類異構(gòu)眾核芯片在線調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，片上多核處理器芯片(Chip Multi-Processor，CMP)已經(jīng)成為高性能微處理器的發(fā)展潮流。多核處理器規(guī)模的不斷增加使得制造過程誤差、硬件磨損等不可預(yù)見的可變因素帶來的動態(tài)異構(gòu)性問題日益突出。不可預(yù)見的故障會使得芯片上的各個處理器內(nèi)核在使用過程中物理特性和功能發(fā)生變化，它們會在計算性能和功耗等關(guān)鍵參數(shù)上變得與預(yù)先設(shè)計的值不同。如果調(diào)度器忽略這種差異，將會造成處理器芯片性能與能耗上的損失。本研究主要內(nèi)

2、容包括：
　?、艠?gòu)建了具有可擴展性的調(diào)度算法仿真平臺。該平臺將多個單核模擬器互連，并能夠?qū)γ總€單核模擬器上的性能與能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。該平臺能夠通過改變單核模擬器的靜態(tài)配置來模擬同構(gòu)多核處理器由于硬錯誤而導(dǎo)致降級的場景。本文構(gòu)建的多核處理器模擬平臺具有以下優(yōu)點：調(diào)度算法模擬運行速度快；能夠模擬不可預(yù)見動態(tài)異構(gòu)；可擴展性強，能夠模擬大規(guī)模片上多核處理器。
　　⑵已有的針對多核處理器不可預(yù)見故障的任務(wù)調(diào)度算法雖然可以提高應(yīng)用線程的

3、計算性能和能量的有效性，但在調(diào)度決策過程中需要在不同內(nèi)核上通過交換執(zhí)行線程并采樣獲得其運行時性能數(shù)據(jù)，開銷較大。為了減少線程遷移和采樣的次數(shù)，本文提出了面向動態(tài)異構(gòu)多處理器的禁忌搜索調(diào)度算法(TSU,TabuSearch-based UnpredictedScheduling Algorithm)。該算法考慮到程序的計算性能和能量消耗在較為細粒度的執(zhí)行階段內(nèi)不會有突然的變化，通過禁忌表來記錄線程采樣歷史數(shù)據(jù)，找到線程“交換對”在各種調(diào)度

4、策略中的“偏好”。以此為基礎(chǔ)，TSU算法使用禁忌表降低線程重復(fù)采樣次數(shù)，有效地減少了線程遷移次數(shù)。實驗結(jié)果表明，TSU調(diào)度算法以不超過0.5％的2ED代價，平均減少了33.6%的線程遷移次數(shù)和27.8%的采樣次數(shù)。
　?、强紤]到現(xiàn)有調(diào)度算法通過隨機選擇在兩個處理器內(nèi)核上執(zhí)行的線程對交換和性能采樣的方式較為簡單、算法收斂速度慢的缺點，基于某些“線程對”交換后對2ED的影響很小的事實，本文提出了基于影響力的半在線調(diào)度算法。該算法選擇更