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온도 인지 마이크로프로세서에서 연산 이관을 위한 유닛 선택 기법
Active Unit Selection Method for Computation Migration in Temperature-Aware Microprocessors 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 컴퓨팅의 실제 및 레터, v.16 no.2, 2010년, pp.212 - 216  

이병석 (조선대학교 컴퓨터학과) ,  김철홍 (전남대학교 전자컴퓨터공학부) ,  이정아 (조선대학교 컴퓨터공학부)

초록
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마이크로프로세서의 온도 관리를 위해 사용되는 대표적인 기술인 동적 온도 관리 기법이 적용되면 임계온도 이상의 발열 발생시 온도를 제어하기 위해 성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 마이크로프로세서의 발열 온도를 낮추면 동적 온도 관리 기법을 통해 온도를 제어하는 시간이 줄어들면서 성능 저하를 최소화 시킬 수 있다. 본 논문에서는 유닛의 발열 제어를 위해 사용되는 연산 이관시 유닛을 선택하는 기준에 대한 다양한 기법들을 모의 실험을 통하여 비교 분석함으로써 유닛의 발열 현상으로 인한 마이크로프로세서의 성능 저하를 최소화시킬 수 있는 방안을 도출하고자 한다. 모의 실험 결과, 동적 연산 이관 기법에서 임계 온도와 유닛 온도 사이의 차이를 기준으로 동작할 유닛을 선택하는 기법이 발열에 가장 효과적으로 대응하여 성능이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Dynamic Thermal Management (DTM) degrades the processor performance for lowering temperature. For this reason, reducing the peak temperature on microprocessors can improve the performance by reducing the performance loss due to DTM. In this study, we analyze various unit selection techniques for com...

주제어

#온도 인지 마이크로프로세서   #동적 온도 제어   #연산 이관 기법  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 연산 이관 기법은 적절한 시첨에 주 유닛에서 보조 유닛으로(또는 보조 유닛에서 주 유닛으로) 연산이 이관되어야만 유닛의 온도를 효과적으로 낮출 수있다[5丄 동적 온도 관리 기법은 마이크로프로세서 내부의 특정 유닛 온도가 미리 설정한 임계 온도보다 높을 시점에서만 동작되므로[2], 내부 유닛들의 온도가 낮을수록 마이크로프로세서의 성능 저하를 최소화하면서 발열로 인한 신뢰성 저하 현상을 방지할 수 있다. 본 논문에서는 연산 이관 기법에서 사용될 수 있는 다양한 유닛 선택 기법들에 대하여 연구하고, 실험 도구를 이용하여 각 기법 적용으로 인한 발열 온도와 이에 따른 마이크로프로세서의 성능을 비교 분석한다.
  • 따라서 연산 이관 기법은 동작할 유닛을 선택하는 기준에 따라 성능이 결정된다고 할 수있다. 본 논문에서는 효율적인 연산 이관 기법 구현을위해 동작할 유닛을 선택하는 다양한 기준들을 비교, 분석하고자 한다.

가설 설정

  • 모의 실험 대상 프로세서는 AlphaEV6(21264) 프로세서로 가정하였으며, Wattch[7], hotfloorplan[8], HotSpot[9] 도구들을 활용하여 모의 실험을 수행하였다. 기본적인모의 실험 환경은 ⑷와 동일하게 설정하였으며, 부동소수점 가산기 (FPAdd) 에 보조 부동소수점 가산기 (FPAdd2) 를 추가하여 연산 이관 기법을 수행할 수 있도록 실험환경을 구성하였다.
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참고문헌 (10)

  1. R. Mahajan, "Thermal management of CPUs: A perspective on trends, needs and opportunities," in Int'l Workshop on THERMal INvestigations of ICs and Systems, 2002. 

  2. D. Brooks and M. Martonosi, "Dynamic thermal management for high-performance microprocessors," in Proceedings of the 17th International Symposium on High-Performance Computer Architecture, pp.171-182, 2001. 

  3. H. Seongmoo, K. Barr, and K. Asanovic, "Reducing power density through activity migration," in Proceedings of the 2003 International Symposium on Low Power Electronics and Design, pp.217-222, 2003. 

  4. K. Skadron, M. Stan, K. Sankaranarayanan, W. Huang, S. Velusamy, and D. Tarjan, "Temperature-aware microarchitecture: Modeling and implementation," ACM Transactions on Architecture and Code Optimization, vol.1, pp.94-125, 2004. 

    상세보기 crossref

  5. J.S. Choi, J.H. Kong, E.Y. Chung and S.W. Chung, "A Dual Integer Register File Structure for Temperature-Aware Microprocessor," Journal of KIISE: Computer System and Theory, vol.35, no.12, pp.540-551, 2008 (in Korean) 

  6. B. Amelifard and M. Pedram, "Optimal Design of the Power-Delivery Network for Multiple Voltage-Island System-on-Chips," IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol.28, no.6, pp.888-900, 2009. 

    상세보기 crossref

  7. D. Brooks, V. Tiwari, and M. Martonosi, "Wattch: a framework for architectural-level power analysis and optimizations," in Proceedings of the 27th International Symposium on Computer Architecture, pp.83-94, 2000. 

  8. K. Sankaranarayanan, S. Velusamy, M. Stan, and K. Skadron, "A case for thermal-aware floorplanning at the microarchitectural level," Journal of Instruction-Level Parallelism, vol.7, pp.1-16, 2005. 

  9. Hotspot Tool Set, http://lava.cs.virginia.edu/HotSpot/ 

  10. SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation) CPU2000, http://www.spec.org/cpu2000/ 

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