EOFDM:一种面向众核架构的最低能耗搜索方法

作者：朱亚涛; 张帅; 王达; 叶笑春; 张洋; 胡九川; 张志敏; 范东睿; 李宏亮

来源：计算机研究与发展, 2015, 52(06): 1303-1315.

• 能耗优化
• 众核
• 最优解
• 可行方向法
• 启发式爬山法

面向能耗优化的面积(核数)-功率(频率)分配问题是当前众核处理器研究热点之一.通过性能-功耗模型了解其在核数-频率空间的分布规律,然后在核数和频率级别这2个维度上通过实测执行逐步搜索,可以获取"核数-频率"配置的最优解,从而达到能耗优化的目的;然而本领域现有方法在核数-频率空间内实测搜索最低能耗时收敛速度慢、搜索开销大、可扩展性差.针对此问题,提出了一种基于求解最优化问题的经典数学方法——可行方向法的最低能耗搜索方法(energy-efficient optimization based on feasible direction method,EOFDM),每次执行都能从核数和频率2个维度上同时减小搜索空间,在迭代执行中快速收敛至最低能耗点.该方法与现有研究中最优的启发式爬山法(hill-climbing heuristic,HCH)进行了对比实验,平均执行次数、执行时间和能耗分别降低39.5%,46.8%,48.3%,提高了收敛速度,降低了搜索开销;当核数增加一倍时,平均执行次数、执行时间和能耗分别降低48.8%,51.6%,50.9%;当频率级数增加一倍时,平均执行次数、执行时间和能耗分别降低45.5%,49.8%,54.4%,在收敛速度、搜索开销和可扩展性方面均有提高.

• 单位
  计算机体系结构国家重点实验室; 北京交通大学; 中国科学院计算技术研究所; 国家计算机网络应急技术处理协调中心; 中国科学院大学; 河北农业大学