Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Institut für Betriebs- und Dialogsysteme
sind Abhängigkeiten zwischen den Ausführungseinheiten, die zum Beispiel durch gemeinsam
genutzte Ressourcen oder gemeinsame Energieverwaltung entstehen.
Alle drei Aspekte - Temperatur, Energieeffizienz und Abhängigkeiten zwischen
Ausführungseinheiten - weisen einen starken Bezug zur vom Prozessor ausgeführten
Anwendung (Task) auf. Die Charakteristiken der ausgeführten Anwendungen bestimmen,
wo auf dem Chip Wärme freigesetzt wird, wie effizient Maßnahmen zur Energieverwaltung
(Skalieren der Frequenz) sind und in welchem Maße sich Ausführungseinheiten durch die
nebenläufige Nutzung gemeinsamer Ressourcen (zum Beispiel des Speicherbusses) gegenseitig
beeinflussen. Aus diesem Grunde fällt dem Ablaufplaner als der Komponente eines
Betriebssystems, die entscheidet, zu welchem Zeitpunkt und in welcher Kombination welche
Anwendungen ausgeführt werden, eine zentrale Rolle im Hinblick auf die oben genannten
Probleme zu.
Am Lehrstuhl wurde das Konzept der Task-Aktivitätsvektoren zur Charakterisierung
von Anwendungen entwickelt. Ein Aktivitätsvektor ist Teil des Laufzeitkontextes einer
Anwendung und charakterisiert die Anwendung über die von ihr verursachte
Ressourcennutzung. Dabei entspricht jede Komponente des Vektors einer bestimmten
Ressource und nimmt Werte entsprechend des Nutzungsgrades der Ressource an. Diese
durch die Aktivitätsvektoren bereitgestellten Informationen lassen sich nutzen, um durch
geschicktes Einplanen von Anwendungen eine ausgeglichenere Temperaturverteilung auf
dem Chip bzw. eine Verringerung der Konkurrenz um gemeinsam genutzte Ressourcen -
und damit höhere Performanz und gleichzeitig bessere Energieeffizienz - zu erreichen.
Zur Vermeidung von Hotspots, besonders heißen Stellen auf dem Chip, plant die entsprechende
Strategie Anwendungen nacheinander ein, die jeweils verschiedene funktionale
Einheiten des Prozessors nutzen. So tritt an keiner Stelle des Prozessors permanente
Aktivität auf und die den funktionalen Einheiten entsprechenden Schaltkreise können in
Task-Aktivitätsvektoren charakterisieren Anwendungen über die von ihnen benutzten
Prozessorressourcen
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