Gerenciamento dinâmico de energia com política do tempo ótimo de desligamento.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: VILAR, Bruna Maria Justino Cruz.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/27025
Resumo: Os avanços constantes nas tecnologias de hardware e software têm permitido que os sistemas computacionais móveis se tornem cada vez mais necessários no nosso dia a dia. O desen- volvimento de aplicativos cada vez mais complexos para esses sistemas computacionais, tais como os de edição de vídeos e jogos, exigem maior capacidade de processamento. O aumento do número e da complexidade desses aplicativos aliado à necessidade de conectividade por meio de alguma interface de rede, implicam em maior consumo de energia. Entretanto, os dispositivos móveis dispõem de fonte de energia limitada, e por isso, o uso eficiente da energia é um fator determinante para uma boa experiência do usuário. O Gerenciamento Dinâmico de Energia (GDE) é uma maneira eficaz de reduzir o con- sumo de energia e é amplamente utilizado em sistemas reais. A ação mais comum no gerenciamento é o desligamento de dispositivos que estejam ociosos. Embora a ação de desligar indique redução no consumo, a energia necessária para religar é muitas vezes alta o bastante para justificar que nem sempre a melhor opção, durante um intervalo ocioso, seja desligar dispositivo. Neste trabalho de doutorado é desenvolvida uma política para o gerenciamento dinâmico de energia, denominada Política do Tempo Ótimo de Desligamento (TOD). A carga de trabalho é modelada como uma cadeia de Markov de dois estados, ativo e ocioso. Considera- se neste trabalho que exista um tempo ótimo para o qual o dispositivo com gerenciamento dinâmico de energia deverá permanecer desligado ou em um estado de baixo consumo. Entretanto, esse tempo não é necessariamente todo o intervalo ocioso, pois as durações dos intervalos ociosos variam ao longo do tempo. São desenvolvidos modelos analíticos para penalidade de desempenho e para o consumo de energia. Um problema de otimização é formulado e a tabela de políticas é definida. De forma que, para cada carga de trabalho conhecida, é determinado o tempo ótimo de desligamento, T, de acordo com métricas de economia de energia e penalidade de desempenho. Em tempo de execução, o modelo da carga de trabalho é identificado, e a partir de uma consulta à tabela de políticas, é definido qual o T ótimo para a situação, o que permitirá o religamento preditivo, minimizando o consumo de energia, e atendendo uma restrição de penalidade de desempenho.
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Entretanto, os dispositivos móveis dispõem de fonte de energia limitada, e por isso, o uso eficiente da energia é um fator determinante para uma boa experiência do usuário. O Gerenciamento Dinâmico de Energia (GDE) é uma maneira eficaz de reduzir o con- sumo de energia e é amplamente utilizado em sistemas reais. A ação mais comum no gerenciamento é o desligamento de dispositivos que estejam ociosos. Embora a ação de desligar indique redução no consumo, a energia necessária para religar é muitas vezes alta o bastante para justificar que nem sempre a melhor opção, durante um intervalo ocioso, seja desligar dispositivo. Neste trabalho de doutorado é desenvolvida uma política para o gerenciamento dinâmico de energia, denominada Política do Tempo Ótimo de Desligamento (TOD). A carga de trabalho é modelada como uma cadeia de Markov de dois estados, ativo e ocioso. Considera- se neste trabalho que exista um tempo ótimo para o qual o dispositivo com gerenciamento dinâmico de energia deverá permanecer desligado ou em um estado de baixo consumo. Entretanto, esse tempo não é necessariamente todo o intervalo ocioso, pois as durações dos intervalos ociosos variam ao longo do tempo. São desenvolvidos modelos analíticos para penalidade de desempenho e para o consumo de energia. Um problema de otimização é formulado e a tabela de políticas é definida. De forma que, para cada carga de trabalho conhecida, é determinado o tempo ótimo de desligamento, T, de acordo com métricas de economia de energia e penalidade de desempenho. Em tempo de execução, o modelo da carga de trabalho é identificado, e a partir de uma consulta à tabela de políticas, é definido qual o T ótimo para a situação, o que permitirá o religamento preditivo, minimizando o consumo de energia, e atendendo uma restrição de penalidade de desempenho.The constant advances in hardware and software technologies allowed mobile computing systems to become increasingly necessary in our everyday lives. The development of increas- ingly complex applications for these computer systems, such as video editing and gaming, requires more processing power. The increase in number and complexity of these appli- cations coupled with the need for connectivity by means of some network interface means higher power consumption. However, mobile devices have a limited power source, so efficient use of energy is a determining factor for a good user experience. The Dynamic Power Management (DPM) is an effective way to reduce power consump- tion and is widely used in real systems. The most common action in power management is the shutdown of idle devices. Although the turn off action indicates a reduction in con- sumption, the turn on power consumption is often high enough to justify that not always it is the best option in an idle interval to change the state of consumption of the that are not being used effectively. In this doctoral work, a policy for dynamic energy management, named the Optimal Shutdown Time Policy (TOD) is developed. The workload is modeled as a two state Markov chain, active and idle. It is considered in this work that there is an optimal time for which the device with dynamic power management should remain off or in a low power state. However, this time is not necessarily the entire idle interval, since the lengths of the idle intervals vary over time. Analytical models are developed for performance penalty and for energy consumption. An optimization problem is formulated and the policy table is defined. So, for each known workload, the optimal shutdown time, T, is determined based on energy saving metrics and performance penalty. At runtime, the workload model is identified and, using a policy table, it is defined the optimal T for this situation, which will allow predictive wake-up, minimizing energy consumption and meeting a certain performance penalty constraint.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGPERKUSICH, Angelo.Perkusich, Angelo.Perkusich, A.Perkusic, Angelo.http://lattes.cnpq.br/9439858291700830LUIZ, Saulo Oliveira Dornellas.LUIZ, S. O. D.LUIZ, SAULO.LUIZ, SAULO O. D.http://lattes.cnpq.br/5704594745207397SAUSEN, Paulo Sérgio.SAUSEN, P. S.SAUSEN, P.Sausen, Paulo Sérgio.http://lattes.cnpq.br/5358851504202129OLIVEIRA, Rômulo Silva de.OLIVEIRA, R. S. de.OLIVEIRA R. S.DeOLIVEIRA, R. S.http://lattes.cnpq.br/5883242597607815LIMA, Antonio Marcus Nogueira.LIMA, A. M. N.A.M.N.;LIMA AMN.Lima, A.M.N..http://lattes.cnpq.br/2237395961717699ROCHA NETO, José Sérgio da.ROCHA NETO, J. S.Rocha Neto, J. S. da.ROCHA NETO, J S DA.http://lattes.cnpq.br/9085919442313408SILVA, Jaidilson Jó da Silva.SILVA, J. J.Silva, J.;da Silva, J. J.Da Silva, J. J.http://lattes.cnpq.br/9247322786251981VILAR, Bruna Maria Justino Cruz.2019-07-052022-09-08T17:39:34Z2022-09-082022-09-08T17:39:34Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/27025VILAR, Bruna Maria Justino Cruz. Gerenciamento dinâmico de energia com política do tempo ótimo de desligamento. 2019. 96 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2025-07-24T12:07:34Zoai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/27025Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-07-24T12:07:34Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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