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문제 정의
- 그러나, 비휘발성메모리의 읽기 쓰기 성능이 DRAM에 비해 떨어지기 때문에 아직까지 비휘발성메모리가 DRAM을 전면 대체하는 것은 어려운 상황이다. 이에 본 논문에서는 비휘발성메모리와 DRAM을 함께 사용하여 실시간시스템의 전력소모를 줄이는 스케줄링을 제안한다.
- 본 논문에서는 이러한 전압조절 기법과 이기종메모리상의 데이터 배치 기법을 결합하여 실시간시스템의 전력 소모를 더욱 줄이고자 한다. 낮은 전압의 프로세서로 태스크의 스케줄링이 가능한 시점에는 메모리의 성능이 낮아지더라도 여전히 스케줄링이 가능할 것이라는 점에 착안하여 본 논문은 이러한 태스크를 비휘발성메모리에 배치하여 전력소모를 더욱 줄이고자 한다[7, 8].
- 본 논문에서는 이러한 전압조절 기법과 이기종메모리상의 데이터 배치 기법을 결합하여 실시간시스템의 전력 소모를 더욱 줄이고자 한다. 낮은 전압의 프로세서로 태스크의 스케줄링이 가능한 시점에는 메모리의 성능이 낮아지더라도 여전히 스케줄링이 가능할 것이라는 점에 착안하여 본 논문은 이러한 태스크를 비휘발성메모리에 배치하여 전력소모를 더욱 줄이고자 한다[7, 8]. 이를 위해 본 논문은 이기종메모리 상의 태스크 할당 문제를 프로세서의 전압조절 기법과 동일한 문제로 모델링한 후 프로세서의 전압조절 기법과 이기종메모리의 태스크 할당기법이 실시간시스템의 전력 절감에 어느 정도의 효과가 있는지를 비교하고, 이 둘을 결합하여 전력 절감을 극대화한다.
- 이 때, 태스크의 최악실행시간 Ci는 프로세서가 L-모드로 수행될 경우 그에 비례해서 늘어나게 된다. 본 논문에서는 이러한 모델을 확장하여 태스크가 DRAM이 아닌 비휘발성메모리에 할당될 경우 메모리 접근시간이 늘어난다는 점에 착안하여 태스크의 최악실행시간을 이기종 메모리의 성능에 기반해서 새롭게 정의한다. 즉, 본 논문에서는 DRAM에 배치된 태스크를 D-task, 비휘발성메모리에 배치된 태스크를 L-task로 분류하여 D-task와 L-task의 집합을 각각 ΓD, ΓL로 정의하며, 이때 Γ = ΓD ∪ ΓL을 만족한다.
- PCM과 같은 비휘발성메모리는 DRAM에 비해 접근시간이 느리지만, 전력재공급 연산이 필요하지 않으므로 유휴상태의 에너지 소모를 크게 줄일 수 있다. 본 논문은 그림 3과 같이 DRAM과 비휘발성메모리가 혼합된 이기종메모리 구조에서 실시간시스템의 전력 소모를 더욱 줄이기 위한 방안으로 태스크의 메모리배치 기법과 프로세서의 전압조절 기법을 결합하는 방안을 제안한다.
- 따라서, 본 논문에서는 확장된 태스크 모델을 정의하여 태스크가 비휘발성메모리에 배치될 경우 그 최악실행 시간을 비휘발성메모리의 접근시간을 반영한 값으로 재정의한다. 이에 따라 EDF 알고리즘의 스케줄 가능성 테스트시 전압조절 기법 적용과 비휘발성메모리의 태스크 배치 등을 고려한 최악대기시간으로 프로세서의 이용률을 조사하게 된다.
- 프로세서의 전압조절 기법과 이기종메모리상의 태스크 배치 기법은 각각의 연구주제로 이미 많은 연구가 진행된 바 있다. 본 논문은 실시간시스템의 전력소모 절감에 이들 두 방법이 어느 정도의 효과가 있는지를 비교 분석하고 이들을 결합하는 기법을 제안하여 그 효과를 극대화시킨다는 데에 의의가 있다.
- 본 논문은 사물인터넷 기기를 위한 프로세서의 전압조절 기법에 저전력 비휘발성메모리 기술을 결합하여 실시간시스템의 전력 소모를 더욱 줄이는 연구를 수행하였다. 낮은 전압의 프로세서로 태스크의 스케줄링이 가능한 시점에는 메모리의 성능이 낮아지더라도 여전히 스케줄링이 가능할 것이라는 점에 착안하여 본 논문은 이기종메모리 상의 태스크 할당 문제를 프로세서의 전압조절기법과 동일한 문제로 모델링한 후 두 기법이 실시간시스템의 전력 절감에 어느 정도의 효과가 있는지를 분석하고, 이 둘을 결합하여 전력 절감을 극대화한다.
가설 설정
- 가정 4. 스케줄링 시 문맥전환, 즉 프로세서가 다른 태스크로 이양되는 오버헤드는 무시할 만큼의 값으로 가정한다.
- 가정 5. 프로세서의 클락빈도가 변경될 때 공급전력도 그에 따라 조정되는 것으로 가정한다.
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