دانلود مقاله ترجمه شده شیوه بهینه سازی انرژی در سیستم های تعبیه شده چندپردازنده ای – ۲۰۱۸ IEEE:در این کار تحقیقاتی پژوهشی، اهمیت تغییردمای محیط فعلی هنگام طراحی سیستم های کاربردی بلادرنگ را نشان داده ایم. در اینجا مکانیسم مهاجرت وظیفه مبتنی بر الگوریتم زمان بندی چند هسته ای معرفی و سربار این مکانیسم از طریق شبیه سازی تابعی روی مدل STORM و حرارتی توصیف و عملی بودنش در مورد MPSoC ثابت گردید. امروزه تعداد زیادی از تکنیک ها اثر دمای محیطی را در نظر نمی گیرند و می توان آنرا در کار آتی مورد بررسی قرار داد. اکثر الگوریتم های فعلی تنها برای سیستم های چند هسته ای همگن تعریف می شوند که برای سیستم های چندهسته ای ناهمگن می توانند بزرگ باشند.

مقاله انگلیسی+ترجمه فارسی

فهرست مطالب

چکیده
۱- مقدمه
۲- مروری بر ادبیات
۳- صورت مسئله
۳- تکنیک پیشنهادی
۴- تکنیک آزمایشی
A- فلوچارت
B- فایل XML
۵- نتایج آزمایش
۶- نتیجه گیری و کار آتی
منابع

چکیده

در سطح سیستم عامل، SoC(MPSoC) چند هسته ای و چند پردازنده ای دوره محاسباتی جدیدی را شروع کرد، اما در الگوریتم های حرارتی توسعه یافته برای پردازنده های چند هسته ای فعلی، دو چالش متفاوت در رابطه با زمان بندی ایجاد نمود. دراین رابطه، یک الگوریتم زمان بندی حرارتی آفلاین یا برون خطی برای بهبود سیستم نهفته چند هسته ای از لحاظ انرژی، قابلیت اطمینان و همچنین عملکرد سیستم چند هسته ای معرفی شده است. رشد سیستم های نهفته سریعتر از قبل است. دمای پردازنده چند هسته ای توسط سیستم مدیریت سخت افزار، مدیریت و اندازه گیری شده است. به خاطر کاهش اندازه تراشه، چگالی توان افزایش یافته و به خاطر افزایش دمای تراشه، سرعت پردازنده در سیستم نهفته چند هسته ای کاهش می یابد. پیک بالای دما برروی تراشه، اثرات معکوسی بر طول عمر تراشه می گذارد.

یک تکنیک معمول برای اجتناب از پیک مقادیر دما در سیستم چند هسته ای، مهاجرت وظیفه است. وظایف مذکور در سیستم چند هسته ای مهاجرت کرده اند که برای چنین هسته فردی با دمای کمتر، گرمای بیشتری تولید می کنند. تکنیک پیشنهادی مشکلات حرارتی دیگری که بر قابلیت اطمینان و عملکرد سیستم چند هسته ای اثرگذارند، را نیز مورد توجه قرار می دهد. دراین تحقیق، یک مکانیسم زمان بندی مناسب، وظایف را با در نظر گرفتن توان و عملکرد سیستم چند هسته ای، به هسته ای با دمای کمتر تخصیص می دهد.

این تکنیک زمان بندی، شرایط مهاجرت بار روی هسته های دور از هسته با دماي نزديك به آستانه را فراهم می آورد. برای نیل به پایداری دما در میان هسته های متعدد، نتایج بدست آمده با مقایسه تکنیک های مختلف مهاجرت وظیفه که قبلاً معرفی شده اند، ارزیابی شده اند. برای پیش بینی دمای درست با استفاده از تاریخچه حرارتی، انواع و اقسام وظایف گرم و سرد در نظر گرفته شده است. سیاست زمان بندی با در نظر گرفتن تنها هسته هایی که برخی وظایف را در بالاترین حالت انرژی نظیر حالت اجرا، اجرا نموده و در عین حال هسته های دیگر را در پائین ترین حالت انرژی نظیر مد خواب یا خواب عمیق، در نظر می گیرند، به حداکثر کارایی نائل می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تکنیک پیشنهادی، دما را در نرخ استفاده ۱۰ درصد، به اندازه ۵ درجه سانتی گراد کاهش می دهد و زمانی عملکرد کارآمدی به معرض نمایش می گذارد که توانایی زمان بندی وظایف بیشتر برای ساخت پردازنده آهسته تر و کارآمد از لحاظ انرژی برای کنترل و مدیریت اثرات حرارتی بر تراشه و همچنین مدیریت مصرف انرژی پردازنده را داشته باشد.

Abstract

At the operating system level, multi-core and multiprocessor SoC(MPSoC) started a new computing era but brought various twofold scheduling challenges in current developed thermal aware algorithms for multi-core processors. An offline thermal aware scheduling algorithm is proposed for improvement in multi core embedded system in case of energy, reliability as well as performance of a multi core system has been introduced. Embedded systems are increasing at much rapid speed than ever before.

The temperature of a multi-core processor is managed and measured by the hardware management system due to shrinking of chip size power densities are increasing due to this increase in the temperature of chip occurs that reduces the processor’s speed in multi-core embedded system. High peak temperature on chip adversely affects the life span of chip. Task migration is a common technique to avoid peak temperature values in multi core system. Those tasks have been migrated in a multi core system which produces more heat to such individual core that has less temperature. The proposed technique also considers other thermal problems which affects the reliability and performance of multi-core system. In this research, a suitable scheduling mechanism assign tasks to the core that has less temperature by considering power and performance of the multi core system. This scheduling technique migrate load on the cores that is far away from the core reaches threshold temperature.

For attaining stability in temperature among multiple cores results are evaluated by comparing different task migration techniques which are introduced previously. All types of hot and cold tasks are considered to predict accurate temperature by using thermal history. The scheduling policy attains maximum efficiency in terms of energy by considering only those cores that are executing some tasks in highest energy state such as running state while considering all other cores in lowest energy state such as sleep or a deep sleep mode. The simulation results shows that the proposed technique reduces almost 5°C temperature at 10% utilization and works efficiently when least number of tasks is in running state. The proposed technique has the ability to schedule more tasks to make a slower and energy efficient processor to control and manage the thermal effects on chip and also mange the processor energy consumption.

نمونه ترجمه مقاله:

. مقدمه

امروزه، ماشین های الکتریکی اطراف ما روزانه ارتقاء و توسعه می یابند. توسعه فناوریهای ماشین نهفته کار ما را با استفاده از سیستم های نهفته راحت تر و کارآمد جلوه می دهد. جهان با دستگاههای نهفته اشغال شده است، به همین خاطر نمی توانیم پیشرفت ماشین را بدون کمک سیستم های نهفته تصور کنیم. واحد پردازشی که قبلاً در کلیه ماشین های نهفته ساخته شده و به عنوان مغز ماشین کار می کند، باید با گذشت زمان به روزرسانی گردد. اگر واحد پردازش از سرعت پردازش بالایی برخوردار باشد، می تواند وظایف زیاد را در فاصله زمانی کوتاه به شکلی کارآمد اجرا و مدیریت نماید.

توسعه در واحد پردازش با کنار گذاشتن برخی موضوعات، قابلیت اجرای وظایف سنگین را دارد. ازجمله عوامل مهم توسعه پردازنده می توان به بعد، هزینه، توان مصرفی، عملکرد، قابلیت اطمینان و سرعت پردازش اشاره کرد. عدم تمرکز می تواند بر عملکرد کل سیستم تاثیرگذار باشد. دمای روی تراشه افزایش می یابد زیرا از مکانیسم های مختلف برای کاهش اثرات حرارتی ناشی از گرمای بالا استفاده شده است و عملکرد سیستم افزایش می یابد، زیرا گرمای بالا موجب آسیب به تراشه می شود [1].

H.Sun، P.Stolf و J.Pierson و همکاران (2017) یک تکنیک مبتنی بر زمان بندی آنلاین حرارتی پیشنهاد نمودند که برای سیستم های همگن با عملکرد بالا با استفاده از مدل حرارتی استفاده می شود، مدل مذکور گرادیان های فضایی و زمانی و همبستگی آنها با تکامل دما را در نظر می گیرد. در این راستا عملکرد سیستم همگن افزایش یافته و از مقیاس بندی ولتاژ و فرکانس پویا برای اجرای هموار وظیفه استفاده شده است [2].

A.Asad، O,Ozturk، M.Fathy و همکاران (2017) تکنیکی معرفی می کنند که با بررسی تاثیر توان مصرفی پردازنده چند هسته ای و بررسی پویای فرکانس و ولتاژ، عملکرد و قابلیت اطمینان پردازنده چند هسته ای را بهبود می بخشد. از این شیوه برای پیش بینی تغییر حرارتی روی هر هسته نیز استفاده شده است. روش پیشنهادی در مقایسه با چندپردازنده متداول، نتایج را 3. 54 درصد و تاخیر انرژی را 61 درصد بهبود می بخشد [3].