メモリ消費電力に基づくCPU周波数動的制御手法の評価

• Item type: Trans(1)
• 公開日: 2012-10-15
• タイトル: メモリ消費電力に基づくCPU周波数動的制御手法の評価
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Evaluation of Dynamic Voltage and Frequency Scaling Adaptation Based on Memory Power
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: [省電力方式] Dynamic Voltage and Frequency Scaling（DVFS），省電力，メモリ消費電力，Performance Monitoring Counter（PMC）
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• 著者所属: 株式会社富士通研究所
• 著者所属: 株式会社富士通研究所
• 著者所属: 株式会社富士通研究所
• 著者所属: 株式会社富士通研究所
• 著者所属: 株式会社富士通研究所
• 著者所属: 株式会社富士通研究所
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fujitsu Laboratories Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fujitsu Laboratories Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fujitsu Laboratories Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fujitsu Laboratories Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fujitsu Laboratories Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fujitsu Laboratories Ltd.
• 著者名: 三輪, 真弘; 中島, 耕太; 平井, 聡; 風間, 哲; 原, 靖; 成瀬, 彰
• 著者名(英): Masahiro, Miwa; Kohta, Nakashima; Akira, Hirai; Satoshi, Kazama; Yasushi, Hara; Akira, Naruse
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本論文では，メモリ消費電力に基づく CPU 周波数動的制御手法について述べる．既存の研究事例では， Memory-bound であるアプリケーションの実行時に CPU 周波数を低く設定する省電力化手法を Performance Monitoring Counter （PMC） に基づき行う．しかし， PMC はマシン異常監視 （nmi watchdog） やプロファイラといった様々な用途で利用されるため， PMC をアプリ特性判定に利用するとこれらの用途への利用が制限される．また， PMC によるアプリ特性判定はソフトウェア環境に依存するため，運用管理面で手間を要することがある．さらに，アプリ特性を PMC によって判定すると，アプリ特性判定のソフトウェア処理がターゲットホスト上で走行し CPU リソースを消費するという問題がある．本論文では， Memory-bound であるかどうかのアプリ特性をメモリ消費電力に基づき判定する． Memory-bound であるアプリケーションの実行時にメモリ消費電力が高く， CPU-bound であるアプリケーションの実行時にメモリ消費電力が低いという特性を利用して，メモリ消費電力によりアプリ特性を判定する．そして，メモリ消費電力が高い場合に CPU 周波数を低く設定し，省電力化する．提案手法は，メモリ消費電力を用いるため PMC の用途を制限しない．また，提案手法はセンサ情報に基づくため，外部サーバコントローラから利用可能であり，ソフトウェア環境に依存しない実装が可能である．さらにこの場合，アプリ特性判定に CPU リソースを消費しない． NPB ベンチマーク 8 種による評価では，平均 3% の性能低下に対し，平均 5% の CPU 消費電力量を削減できた．特に， is.C ベンチマークでは 5% の性能低下に対し， 15% の CPU 消費電力量の削減を確認できた．また提案手法は， Last Level Cache Miss イベントを利用した PMC の手法に対し同程度の効果を確認でき，本手法の有効性が確認できた．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: This paper presents a novel approach of DVFS adaptation based on memory power. Low power system that set a lower frequency to CPU when a Memory-bound application is running is studied. The judgment of application type whether an application running is Memory-bound or not is done based on Performance Monitoring Counter (PMC). PMC, however, is used for various usages such as NMI watchdog and Profiler. So, if PMC is used for the judgment of application type, the other usage of PMC is restricted. And, the usage of PMC is dependent of software environments. Also, there is software overhead of PMC reading. In this paper, we use memory power for the judgment of application type. We found out that when a Memory-bound application is running, high memory power is consumed, and when a CPU-bound application is running, low memory power is consumed. So, our method uses memory power for the judgment of application type. Our method uses only memory power and could be implemented in baseboard management controller, for memory power is captured by a sensor. In this case, no software overhead is needed in target host for the judgment. Experiment results using the 8 benchmarks from NPB benchmark set show that 5% (average) CPU energy reduction under 3% (average) performance degradation is achieved. Especially for is.C benchmark, 15% CPU energy reduction is achieved under 5% performance degradation. Our method has almost the same effect as the method using the count of Last Level Cache Miss event of PMC. So the validity of our method is proved.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11833852
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム（ACS）; 巻 5, 号 5, p. 1-9, 発行日 2012-10-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7829
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会