一种基于AOV网关键路径查询的异构系统动态功耗优化方法

摘要

本发明公开了一种基于AOV网关键路径查询的异构系统动态功耗优化方法，将动态功耗优化问题描述为将CUDA程序在异构系统上的执行过程描述为一种抽象的数据表示AOV网络，并基于AOV网络求解程序的关键路径，找到在不影响程序总执行时间的前提下可以进行DVFS降频优化的非关键任务，求解能量最优目标下每个非关键任务的频率调节幅度。该方法可以有效地将CUDA程序的能量优化问题转变为基于AOV网的数学规划问题，从而给出性能受限前提下能量最优的优化策略。

主权项

一种基于AOV网关键路径查询的异构系统动态功耗优化方法，分析CUDA应用程序在CPU‑GPU异构系统上的运行特点，归纳其中的任务依赖关系，将一个包含多GPU任务完整程序的执行过程表示为一种基于图的数据结构AOV网，在此基础上分析程序运行的关键路径，找出程序中可以进行能耗优化部分，求解相应的频率调节幅度，在保持程序性能不变的前提下最小化程序的整体能量消耗，优化的对象是包含多个GPU任务的整个程序的动态功耗，具体如下：Step1：首先从程序中分离出不同类型的任务：CPU计算任务、通信任务、GPU计算任务，将单GPU任务再进行划分至CPU和GPU上同时执行，将运行的过程描述为任务之间的依赖关系，构造程序运行过程的AOV网络；Step2：其次对运行过程AOV网络进行分析，确定关键路径，则非关键路径上的CPU和GPU任务为可以进行频率调节以节省功耗的非关键任务；Step3：最后根据关键任务执行的时间确定非关键任务可以放松的执行时间范围，从而求解每个任务处理器频率调节幅度以最小化功耗的消耗。