Diseño de Mecanismos de Grano Fino para la Gestión Eficiente de Consumo y Temperatura en Procesadores Multinúcleo. Efficient power and thermal management using fine-grain architectural approaches in multicores

Resumen

En la última década los ingenieros informáticos se han enfrentado a profundos cambios en el modo en que se diseñan y fabrican los microprocesadores. Los nuevos procesadores no solo deben ser más rápidos que los anteriores, también deben ser factibles en términos de energía y disipación térmica, sobre todo en dispositivos que trabajan con baterías. Los problemas relacionados con consumo y temperatura son muy comunes en estos procesadores y son habitualmente detectados y tratados por un mecanismo de gestión dinámica de temperatura o Dynamic Thermal Management (DTM). La política más común suele ser limitar la cantidad de energía que el procesador o núcleos del procesador pueden consumir (estableciendo un límite de consumo). En cualquier caso, la mayoría de los procesadores actuales no disponen de los medios para medir el consumo actual en tiempo real. En esta Tesis presentamos los denominados Power Tokens, los cuales permiten estimar la energía con mayor precisión. También analizamos el rendimiento, disipación de potencia, consumo energético y precisión de diferentes mecanismos de reducción de. Tras este análisis descubrimos que dichos mecanismos no son suficientemente buenos para adaptarse a un límite de consumo preestablecido con una penalización de rendimiento razonable. Para solucionar este problema proponemos diversas técnicas a nivel de microarquitectura que combinan de manera dinámica varios mecanismos de reducción de consumo para obtener una aproximación al límite de consumo mucho más precisa con una penalización de rendimiento mínima.