عنوان پایان‌نامه
مدیریت حرارت در سیستم های بی درنگ با استفاده از زمانبندی وظایف
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2413;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61274
- تاریخ دفاع
- ۲۳ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- فاطمه قره داغی
- استاد راهنما
- ناصر یزدانی, مهدی کارگهی
- چکیده
- با پیشرفت تکنولوژی و کاهش ابعاد تراشه، چگالی توان در پردازنده¬ها رشدی نمایی داشته است که منجر به افزایش دمای تراشه شده است. دمای بالای تراشه باعث کاهش کارایی و قابلیت اطمینان و افزایش توان مصرفی و هزینه¬ی مربوط به خنک¬سازی پردازنده¬ها می¬شود. برهمین اساس مسئله¬ی مدیریت دما به یک موضوع پراهمیت در سیستم¬های محاسباتی تبدیل شده است. به خصوص در سیستم¬های نهفته، به دلیل محدودیت¬هایی که این¬گونه سیستم¬ها دارند ازجمله محدودیت حجم، وزن، هزینه و انرژی مصرفی، که سبب شده¬اند امکان استفاده از روش¬های خنک¬سازی مانند پخش¬¬کننده¬های حرارتی و fan وجود نداشته باشد، مدیریت دما از اهمیت بیشتری برخوردار است. از آنجا که افزایش توان مصرفی منجر به افزایش دما می¬شود ممکن است این طور به نظر برسد که تکنیک¬های کاهش توان مصرفی، برای کنترل دما نیز می¬تواند به کار برده شود اما نشان داده شده است که راه حل بهینه برای کاهش توان لزوما راه حل بهینه برای کمینه کردن بیشینه¬ی دما نیست از این رو روش¬های زیادی برای مدیریت وکنترل دما در سطوح مختلف طراحی، ارائه شده است. در این پایان¬نامه سعی کرده¬ایم با ارائه¬ی الگوریتم¬های زمانبندی برای سیستم¬های بی¬درنگ محکم علاوه بر حفظ دما در محدوده¬ی مجاز، کارایی این سیستم¬ها را نیز بیشینه کنیم. دو الگوریتم زمانبندی آگاه از دما برای سیستم¬های بی¬درنگ محکم ارائه دادیم که در الگوریتم اول هدف حفظ دما در محدوده¬ی مجاز و در عین حال دستیابی به بیشترین مقدار کارایی است و الگوریتم دوم علاوه¬ بر حفظ دما در محدوده¬ی مجاز، سعی دارد دمای اوج را نیز کمینه کند. یک روش زمانبندی شبه¬ایستا نیز برای زمانیکه سیستم در یک محیط فیزیکی با دمای متغیر کار می¬کند معرفی کردیم. در این روش یک مجموعه زمانبندی به صورت برون¬خط بدست آمده که در حال اجرا متناسب با تغییرات دمای محیط زمانبندی مناسب با آن شرایط، انتخاب می¬شود. الگوریتم¬های ارائه شده با استفاده از شبیه¬سازی ارزیابی شده و بهبود نتایج و کارایی الگوریتم¬ها در قالب نمودارها ارائه شده¬اند. کلمات کلیدی: مدیریت دما، سیستم نهفته، سیستم بی¬درنگ، زمانبندی، دمای محیط
- Abstract
- As semiconductor technology continues to scale down, the chip temperature increases dramatically due to exponentially growing of power consumption. As an effect, overheating has become a major problem in many computing systems. This is more important in embedded systems that cooling mechanisms such as heat sink and fan cannot simply be employed inside them due to mobility, cost and size constraints. Temperature has significant impacts on the system reliability, performance, power consumption and cooling costs. High temperature can lead to degrade reliability and performance. As a result, temperature management becomes more prominent in system design. At first sight, since higher power consumption leads to higher energy consumption and temperature, it seems intuitive that power-aware scheduling techniques can be applied for the purpose of thermal-aware computing. However, the thermal management problem has its unique characteristics which are quite different from the power management problem. In this study, we present two temperature-aware scheduling algorithms for firm real-time systems which aim to maintain safe temperature levels while maximizing the system performance. The performance objective we consider in this study is to minimize jobs which miss their deadline, subject to thermal constraint. The first proposed algorithm tries to keep the temperature at the safe level and approach the maximum performance. The second algorithm, however, tries to minimize the peak temperature besides satisfying the temperature constraint. We address the variability of temperature in unpredictable physical environment by proposing a quasi-static scheduling method. In this scheme, a set of schedules for different conditions are generated offline. At runtime, whenever a change in the ambient temperature occurs, another schedule which is more appropriate for the new condition is activated. The efficiencies of the proposed methods are investigated through simulation experiments. Keywords: real-time system, embedded system, thermal management, scheduling, ambient temperature
