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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박문주
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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임베디드 시스템의 범위는 점점 확대되고 있고, 소모 전력과 같은 자원의 사용이 제한되는 경우 또한 흔히 볼 수 있다. big.LITTLE 아키텍처는 이러한 흐름에 따라 전력 효율성 향상을 위해 설계되었다. big.LITTLE 아키텍처와 같은 비대칭 멀티코어 프로세서의 등장으로 기존에 대칭형 멀티코어를 대상으로 설계되었던 가상 런타임 기반의 완전 공정 스케줄러는 더 이상 효율적이지 않게 되었다. 처리 성능이 상이한 멀티코어 프로세서에서는 처리 성능이 상대적으로 우수한 프로세서에 더 많은 부하를 할당하는 것이 성능 면에서 바람직하다. 그러나 기존의 대칭형 멀티코어 프로세서 기반 스케줄러는 big과 LITTLE 코어의 성능 차이를 반영하지 못하거나, 전력 효율에 치중해 처리 성능이 상대적으로 낮았다. 전력 효율성의 증대가 기대되었던 big.LITTLE 아키텍처는 비대칭 멀티코어 프로세서를 지원할 범용 운영체제 스케줄러의 미비로 설계 의도와는 달리 전력 효율의 향상이 극히 제한적이었다.
본 논문에서는 비대칭 멀티코어 시스템, 특히 big.LITTLE 아키텍처의 처리 성능을 향상시키기 위한 코어 간 이주 임계값 조정을 제안한다. 제안 정책은 프로세스의 부하에 관계 없이 big 코어에 가용 자원이 있다면 프로세스를 big 코어에 우선적으로 할당해서 성능이 좋은 코어가 가능한 한 최대로 사용되도록 한다. 또한, 제안 모델의 전력 효율성 또한 검토한다. 본 논문의 최종 목적은 성능이 좋은 big 코어에서 프로세스를 가능한 한 많이, 빠르게 수행시키고 수행 시간의 단축으로 인해 에너지 소모량 또한 감소시키는 것이다. 제안하는 정책으로 실험한 결과, ramsmp에서는 처리 시간이 다른 모델에 비해 비교적 빠르고 기복이 없어 안정적이었고, cpubomb으로 전력 효율성을 검증한 결과 에너지 효율도 유의미하게 좋아지는것을 확인했다. 응용의 이용률이 50% 이상인 경우에는 big의 에너지 소모량이 항상 더 낮고, 응용의 이용률이 50% 이하인 경우에는 CPU 동작 주파수에 따라 big의 에너지 소모가 더 적은 구간과 LITTLE의 에너지 소모가 더 적은 구간이 나뉘었다.
결과적으로, 본 논문에서 제안한 코어 간 이주 임계값을 0으로 조정하는 정책을 통해 처리 시간이 소폭 감소하는 경향을 확인했으며, 프로세스의 부하뿐만이 아니라 CPU의 동작 주파수에 따라서 big에서의 수행이 효율적인 경우와 LITTLE에서의 수행이 효율적인 경우가 나뉘는 것을 확인했다.
본 논문에서는 비대칭 멀티코어 시스템, 특히 big.LITTLE 아키텍처의 처리 성능을 향상시키기 위한 코어 간 이주 임계값 조정을 제안한다. 제안 정책은 프로세스의 부하에 관계 없이 big 코어에 가용 자원이 있다면 프로세스를 big 코어에 우선적으로 할당해서 성능이 좋은 코어가 가능한 한 최대로 사용되도록 한다. 또한, 제안 모델의 전력 효율성 또한 검토한다. 본 논문의 최종 목적은 성능이 좋은 big 코어에서 프로세스를 가능한 한 많이, 빠르게 수행시키고 수행 시간의 단축으로 인해 에너지 소모량 또한 감소시키는 것이다. 제안하는 정책으로 실험한 결과, ramsmp에서는 처리 시간이 다른 모델에 비해 비교적 빠르고 기복이 없어 안정적이었고, cpubomb으로 전력 효율성을 검증한 결과 에너지 효율도 유의미하게 좋아지는것을 확인했다. 응용의 이용률이 50% 이상인 경우에는 big의 에너지 소모량이 항상 더 낮고, 응용의 이용률이 50% 이하인 경우에는 CPU 동작 주파수에 따라 big의 에너지 소모가 더 적은 구간과 LITTLE의 에너지 소모가 더 적은 구간이 나뉘었다.
결과적으로, 본 논문에서 제안한 코어 간 이주 임계값을 0으로 조정하는 정책을 통해 처리 시간이 소폭 감소하는 경향을 확인했으며, 프로세스의 부하뿐만이 아니라 CPU의 동작 주파수에 따라서 big에서의 수행이 효율적인 경우와 LITTLE에서의 수행이 효율적인 경우가 나뉘는 것을 확인했다.
목차
국문초록…………………………………………………………………………………… i목 차…………………………………………………………………………………… iii표 목 차…………………………………………………………………………………… v그림목차…………………………………………………………………………………… vi1. 서론1.1 연구배경 11.2 연구목적 31.3 논문의 구성 32. 관련 연구2.1 리눅스 스케줄링 프레임워크 42.1.1 O(1) 스케줄러 52.1.2 완전 공정 스케줄러 52.1.3 기타 리눅스 스케줄러 82.2 big.LITTLE 아키텍처 82.2.1 커널 내 변환 82.2.2 전역 태스크 스케줄링 92.3 멀티코어 시스템의 성능 최적화 122.4 big.LITTLE 아키텍처 성능 향상 122.4.1 big.LITTLE support 122.5 big.LITTLE 아키텍처상의 전력 효율성 142.5.1 동적 전력 관리 142.5.2 동적 전압 및 주파수 조정 142.5.3 big.LITTLE 환경에서의 선행 연구 153. big.LITTLE 아키텍처에서의 코어 간 이주 임계값 제안3.1 성능 향상을 위한 이주 임계값 조정 163.2 전력 효율성을 위한 이주 임계값 조정 163.3 CPU 주파수 조정에 따른 에너지 소모량 변화 184. 실험 및 평가4.1 실험 환경 구성 194.2 실험 응용 254.2.1 ramsmp 254.2.2 cpubomb 254.2.3 odroid-smartpower-linux 284.2.4 CPU 지속성 284.2.5 스케줄러 통계 294.2.5.1 schedstat 294.2.5.2 stat 294.2.5.3 sched 294.3 실험 수행 및 결과 325. 결론 및 향후 연구 50참고문헌 52Abstract 55
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