Runtime adaptive QOS management in NOC-based MPSOCS

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Ruaro, Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• 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; ARQUITETURA DE COMPUTADOR; MULTIPROCESSADORES; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5250

Sistemas multiprocessados em chip (MPSoCs), baseados em redes em chip (NoCs), são resultados da contínua redução no tamanho dos transistores e na busca por um crescente poder computacional. Este aumento da capacidade de computação é alcançado através da replicação de componentes (processadores, memórias, roteadores, etc.),o que também fornece escalabilidade e simplifica o projeto. A estimativa de MPSoCs com elevado número de processadores acompanha a lei de Moore, e segundo o ITRS 2011 são previstos até 1000 elementos de processamento (PE) em um único chip até o ano de 2025. Esta estimativa é impulsionada principalmente pela mercado de telecomunicações e multimídia, que inclui dispositivos como smarthphones e computadores móveis. Este tipo de emprego de MPSoCs exige que tais sistemas sejam capazes de suportar uma variada gama de aplicações e com diversos requisitos de desempenho. Assim, o sistema deve ser capaz de fornecer qualidade de serviço (QoS) para as aplicações e ajustá-la em tempo de execução. As propostas atuais da literatura visam fornecer adaptação de QoS em tempo de execução levando em consideração o uso de poucas ou de somente uma técnica de QoS. Observada a variedade de aplicações é claramente perceptível que certas aplicações possuem requisitos diferenciados de QoS, podendo requisitar mais recursos de computação, comunicação, ou ambos simultaneamente. Portanto, este trabalho propõe explorar diferentes níveis de QoS através do uso de quatro diferentes técnicas adaptativas de QoS que são gerenciadas em tempo de execução de acordo com os requisitos das aplicações. O gerenciamento é distribuído através do particionamento do MPSoC em regiões, denominadas clusters, havendo um PE responsável pela gerência de cada cluster. Este gerenciamento adaptativo é realizado através de uma heurística que é executada em cada sistema operacional gerente de cluster. Uma infraestrutura de monitoramento híbrido fornece as informações necessárias para a heurística adaptativa. Esta infraestrutura é dividida em dois níveis hierárquicos, sendo escalável e com um nível de intrusão que corresponde no pior caso a 0,8% de utilização do enlace da NoC. O gerenciamento adaptativo de QoS em tempo de execução age na computação, comunicação ou em ambos e faz com que aplicações de tempo real flexíveis possam restaurar seu desempenho após detectado uma queda do mesmo pelo monitoramento. Neste trabalho é também proposta uma ferramenta de depuração para MPSoCs baseados em NoC, esta ferramenta fornece depuração no nível de protocolo de comunicação ente os PEs,e facilita o processo de implementação, validação e obtenção de resultados de novos protocolos para o sistema.