This paper studies energy efficient scheduling of periodic real-time tasks on multi-core processors with voltage islands, in which cores are partitioned into multiple blocks (termed voltage islands) and each block has its own power source to supply voltage. Cores in the same block always operate at the same voltage level, but can be adjusted by using Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS). We propose a Voltage Island Largest Capacity First (VILCF) algorithm for energy efficient scheduling of periodic real-time tasks on multi-core processors. It achieves better energy efficiency by fully utilizing the remaining capacity of an island before turning on more islands or increasing the voltage level of the current active islands. We provide detailed theoretical analysis of the approximation ratio of the proposed VILCF algorithm in terms of energy efficiency. In addition, our experimental results show that VILCF significantly outperforms the existing algorithms when there are multiple cores in a voltage island

چکیده

این مقاله برنامه ریزی کارآمد انرژی وظایف بلادرنگ دوره­ای بر روی پردازنده های چند هسته ای با جزایر ولتاژ را مورد مطالعه قرار می دهد، که در آن هسته ها به بلوک های متعدد (که جزایر ولتاژ نامیده می­ شوند) تقسیم شده اند و هر بلوک دارای منبع قدرت خود برای تامین ولتاژ است. هسته های یک بلوک همیشه در سطح ولتاژ برابر عمل می کنند، اما می تواند با استفاده ولتاژ دینامیکی و مقیاس گذاری فرکانس (DVFS) تنظیم شود. ما الگوریتم ابتدا بزرگترین ظرفیت جزیره ولتاژ (VILCF) را برای برنامه ریزی انرژی کارآمد وظایف بلادرنگ دوره ای بر روی پردازنده های چند هسته ای پیشنهاد می کنیم. این روش به بهره وری انرژی بهتر با استفاده کامل از ظرفیت باقی مانده یک جزیره قبل از روشن کردن جزایر بیشتر و یا افزایش سطح ولتاژ جزایر فعال فعلی دست می یابد. ما تجزیه و تحلیل نظری دقیق از نرخ تقریب الگوریتم VILCF پیشنهادی از نظر بهره وری انرژی ارائه کردیم. علاوه بر این، نتایج تجربی ما نشان می دهد زمانی که هسته های چندگانه در یک جزیره ولتاژ وجود دارد، VILCF طور قابل توجهی بهتر از الگوریتم های موجود عمل می نماید.

1-مقدمه

نظر باینکه نرخ بهبود سرعت کلاک یک تک پردازنده آهسته شد، تولید کنندگان متمایل به اضافه کردن پردازنده های مستقل بیشتر (شناخته شده به عنوان هسته) در یک تراشه واحد شدند، که پردازنده های چند هسته خوانده می شوند. پردازنده های چند هسته می توانند به توان عملیاتی بالاتر با همان فرکانس ساعت دست یابند. علاوه بر این، نزدیکی هسته های چندگانه در یک تراشه اجازه می دهد تا مدار انسجام کش در یک فرکانس بسیار بالاتر عمل نماید...