一類異構眾核芯片在線調度算法研究.pdf

1、隨著半導體技術的飛速發(fā)展，片上多核處理器芯片(Chip Multi-Processor，CMP)已經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、硬件磨損等不可預見的可變因素帶來的動態(tài)異構性問題日益突出。不可預見的故障會使得芯片上的各個處理器內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鍵參數(shù)上變得與預先設計的值不同。如果調度器忽略這種差異，將會造成處理器芯片性能與能耗上的損失。本研究主要內

2、容包括：
　?、艠嫿司哂锌蓴U展性的調度算法仿真平臺。該平臺將多個單核模擬器互連，并能夠對每個單核模擬器上的性能與能耗數(shù)據進行統(tǒng)計。該平臺能夠通過改變單核模擬器的靜態(tài)配置來模擬同構多核處理器由于硬錯誤而導致降級的場景。本文構建的多核處理器模擬平臺具有以下優(yōu)點：調度算法模擬運行速度快；能夠模擬不可預見動態(tài)異構；可擴展性強，能夠模擬大規(guī)模片上多核處理器。
　?、埔延械尼槍Χ嗪颂幚砥鞑豢深A見故障的任務調度算法雖然可以提高應用線程的

3、計算性能和能量的有效性，但在調度決策過程中需要在不同內核上通過交換執(zhí)行線程并采樣獲得其運行時性能數(shù)據，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)異構多處理器的禁忌搜索調度算法(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，找到線程“交換對”在各種調度

4、策略中的“偏好”。以此為基礎，TSU算法使用禁忌表降低線程重復采樣次數(shù)，有效地減少了線程遷移次數(shù)。實驗結果表明，TSU調度算法以不超過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)有調度算法通過隨機選擇在兩個處理器內核上執(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度算法。該算法選擇更