Разработка программного комплекса для анализа энергоэффективности программного обеспечения

Артем Валерьевич Калачев, Александр Сергеевич Карсаков, Иосиф Борисович Мееров, Яна Александровна Напыльникова, Андрей Ювенальевич Овсюхно

Аннотация


В работе рассмотрена задача разработки энергоэффективного программного обеспечения. Основное внимание уделено программированию для мобильных устройств. Предложен новый программный инструмент для анализа энергоэффективности приложений для мобильных устройств. Инструмент позволяет собирать и обрабатывать экспериментальную информацию, характеризующую энергоэффективность приложений на используемой платформе. Приведено сравнение аналогичных инструментов. Описаны основная функциональность, метод использования и результаты применения на примере задачи матричного умножения. Проведен анализ энергоэффективности реализаций алгоритма с использованием набора команд SSE, а также технологий параллельного программирования OpenMP и Cilk Plus. Исследованы зависимость энергоэффективности от числа использованных потоков, количества кэш-промахов, количества переходов между C-State-состояниями процессора. Сформулированы выводы по результатам проведенного анализа. Приведены планы по дальнейшему развитию функциональности инструмента.  

Полный текст:

PDF

Литература


Scheduling for Reduced CPU Energy / M. Weiser, B. Welch, A. Demers et al. // Proceedings of the 1st USENICS Symposium on Operating Systems Design and Implementation (Monterey, CA). – Nov. 1994. – P. 13–23.

Bekas, C. A new energy aware performance metric / C. Bekas, A. Curioni // Computer Science – R&D. – 2010. –Vol. 25. – P. 187–195.

Benini, L. Dynamic Power Management: Design Techniques and Cad Tools / L. Benini, G. De Micheli – Kluwer Academic Publishers, 1998. –231 p.

Dynamic Voltage Scaling and Power Management for Portable Systems / T. Simunic, L. Benini, A. Acquaviva et al. // Proceedings of the 38th

conference on Design automation (Las Vegas, Nevada). – Jun. 2001. – P. 524–529

Simunic, T. Energy efficient system design and utilization: PhD Thesis / T. Simunic – Stanford University (Stanford, CA), 2001. – 128 p.

Snowdon, D. Power Management and Dynamic Voltage Scaling: Myths and Facts / D. Snowdon, S. Ruocco, G. Heiser // Proceedings of the 7th ACM & IEEE International conference on Embedded software (Salzburg). – Sep. 2007. – P. 84–93.

Kappiah, N. Just In Time Dynamic Voltage Scaling: Exploiting Inter–Node Slack to Save Energy in MPI Programs / N. Kappiah, V.W. Freeh, D.K. Lowenthal // Proceedings of the ACM/IEEE SC 2005 Conference (Seattle, Washington). – Nov. 2005. – P. 33.

Reducing power with performance constraints for parallel sparse applications / G. Chen, K. Malkowski, M.T. Kandemir et al. // Proceedings of the 19th

International Parallel & Distributed Processing Symposium (Denver, Colorado). – Apr. 2005. – P. 8.

Intel Corp., Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual / URL: http://www.intel.com/content/dam/doc/manual/64-ia-32-architectures-optimization-manual.pdf (дата обращения: 10.1.2013), Chapter 11. P. 423–430.

Energy-Efficient Platforms – Considerations for Application Software and Services / URL: http://download.intel.com/technology/pdf/322304.pdf (дата обращения: 05.09.2012).

Tiwari, V. Power Analysis of Embedded Software: A First Step / V. Tiwari, S. Malik, A. Wolfe // IEEE Transactions on VLSI Systems. – 1994. –Vol. 2, No. 4. – P. 437–445.

Instruction Level Power Analysis and Optimization of Software / V. Tiwari, S. Malik,

A. Wolfe et al. // Proceedings of the 9th International Conference VLSI Design (Bangalore, India). – Jan. 1996. – P. 326–328.

Instruction scheduling for power reduction in processor–based system design / H.H. Tomiyama, T. Ishihara, A. Inoue et al. // Proceedingsof the Conference Design, Automation ant Test in Europe (Paris, France). – Feb. 1998. – P. 855–860.

Simunic, T. Energy–Efficient Design of Battery–Powered Embedded Systems / T. Simunic, L. Benini, G. De Micheli // IEEE Transactions on VLSI Systems. – 2001. –Vol. 9, No. 1. – P. 15–28.

The impact of source code transformations on software power and energy consumption / C. Brandoles, W. Fornaciari, F. Salice et al. // World Scientific Journal of Circuits Systems and Computers. – 2002. – Vol. 11, No. 5 – P. 477–502.

Power Checker Web Site / URL: http://software.intel.com/en-us/blogs/2011/06/27/intel-power-checker/ (дата обращения: 10.10.2012).

Power Informer Web Site / URL: http://software.intel.com/en-us/articles/intel-powerinformer/ (дата обращения: 10.10.2012).

Joulemeter Web Site / URL: http://research.microsoft.com/en-us/downloads/fe9e10c5-5c5b-450c-a674-daf55565f794/ (дата обращения: 10.10.2012).

Perfmon Web Site / URL: http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb490957.aspx (дата обращения: 10.10.2010).

Power Checker Web Site / URL: https://01.org/powertop/ (дата обращения: 10.10.2012).




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/cmse130203