程序能耗测量分析工具FPowerTool及其能耗优化实践

作者：魏光; 钱德沛; 杨海龙; 栾钟治^*

来源：计算机科学与探索, 2022, 16(06): 1291-1303.

• 能耗感知
• 能耗优化
• 性能事件
• 能耗-性能关联

能耗感知编程（EAP）是通过优化软件的能效来降低计算系统能耗的一种新途径。它把能耗作为主要指标引入软件开发的过程，通过调整代码的编写方式，降低程序的执行能耗。能耗感知编程的实现面临能耗热点发现、耗能原因确定和问题代码定位等问题。为了解决这些问题，提出了一种程序能耗与性能事件协同测量与分析的新方法 EPC。首先，简要论述EPC的基本原理和基于该方法的程序能耗测量与分析工具FPowerTool的实现。然后，介绍如何对能耗和性能事件做关联分析，找出影响程序能耗的主要因素。最后，通过一组程序优化案例，说明如何通过关联分析定位与高能耗相关的程序代码，进而改变代码编写和数据放置与访问方式，使程序的执行能耗得到降低。实验结果表明，基于EPC方法提供的能耗感知和分析能力，通过改进数据定义、赋值、放置与访问方式等可以改善程序性能和能效。

• 单位
  北京航空航天大学; 软件开发环境国家重点实验室