Mecanismo de controle de QoS através de DFS em MPSOCS

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Guindani, Guilherme Montez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Informáca; BR; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
• Palavras-chave em Português: INFORMÁTICA; HARDWARE; MULTIPROCESSADORES; REDES DE COMPUTADORES; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5262

O controle dos requisitos de qualidade de serviço (QoS) em MPSoCs baseados em NoC, com dezenas de tarefas sendo executadas simultaneamente ainda é um desafio na área de projeto de circuitos integrados. Técnicas de adaptabilidade que adotam diferentes métricas de QoS são utilizadas tanto em tempo de projeto quanto em tempo de execução. Os projetistas incluem em seus sistemas mecanismos de monitoramento que guiam os controladores embarcados na adaptação dos recursos do MPSoC para atender os requisitos de QoS impostos a aplicações. Em outras palavras, MPSoCs são capazes de se auto-adaptarem, enquanto executam um dado conjunto de aplicações. A capacidade de auto-adaptação é uma característica fundamental para atender requisitos de QoS nos sistemas que apresentam carga dinâmica de trabalho. O ajuste dinâmico de tensão e frequência (DVFS) é a técnica de adaptação mais utilizada para reduzir o consumo de energia geral de um MPSoC, porém esta técnica não leva em consideração outros requisitos de QoS, como vazão ou latência. Outro exemplo de técnica de adaptação frequentemente utilizada é a migração de tarefas, cujo foco é o balanceamento de carga de uma aplicação. O mecanismo de controle de QoS em MPSoCs proposto no escopo desta Tese de Doutorado utiliza a técnica de adaptação de gerência dinâmica de frequência (DFS) para controlar os requisitos de QoS e aplicações de um MPSoC, mantendo um baixo perfil de consumo de energia. Cada processador possui um sistema de monitoramento, um sistema de avaliação de QoS e um módulo de adaptabilidade, que são utilizados para controlar os parâmetros de QoS das aplicações. Em um momento inicial, cada processador que executa uma tarefa de uma dada aplicação utiliza uma política de DFS, onde a comunicação com seus vizinhos é otimizada. Após atingir um estado de estabilidade de frequência, o desempenho da aplicação é monitorado e controlado, ajustando-se a frequência dos processadores da aplicação de acordo com os requisitos de QoS impostos em tempo de projeto. O mecanismo proposto de controle de QoS em MPSoCs foi avaliado utilizando duas aplicações sintéticas e uma real, executadas sobre a plataforma HeMPS, e com a vazão e latência como requisitos de QoS controlados. Os resultados mostram que o mecanismo proposto de controle de QoS em MPSoCs consegue atender aos requisitos de QoS impostos a uma aplicação, através da utilização da técnica de DFS e manter um baixo consumo de energia.