面向容错与峰值功耗感知的多核混合关键性系统设计
分布式、并行与集群计算
2021-06-01 v2
摘要
混合关键性（MC）系统近来被设计用于满足工业应用中实时系统的需求，其中系统在不同关键性级别的任务于单一平台上运行。在某些工作负载中，高关键性任务可能超时并过载系统，或执行期间可能发生故障。然而，这些系统必须具备容错能力，并在任何情况下保证所有高关键性任务在其截止时间前正确执行，以避免灾难性后果。此外，在这些 MC 系统中，系统的峰值功耗可能上升，尤其在过载情形下会超出处理器热设计功耗（TDP）约束。这可能导致产生超出冷却能力的热量，使系统为避免过热而停止并暂停处理器。本文中，我们针对容错多核 MC 系统中的依赖型双关键性任务，提出一种管理峰值功耗与温度的技术。该技术在设计阶段构建可能的任务映射与调度树，以覆盖所有场景并降低高关键性模式下的低关键性任务丢弃率。在运行时，系统利用该树根据故障发生与关键性模式切换选择合适的调度。实验结果表明，所提方法的平均任务可调度性为 74.14%，而相较于近期工作，峰值功耗与最高温度平均分别改善 16.65% 与 14.9 C。此外，对于一个实际应用场景，与最先进方法相比，我们的方法将峰值功耗与最高温度分别降低至多 20.06% 与 5 C。
引用
@article{arxiv.2105.07739,
title = {Toward the Design of Fault-Tolerance- and Peak- Power-Aware Multi-Core Mixed-Criticality Systems},
author = {Behnaz Ranjbar and Ali Hosseinghorban and Mohammad Salehi and Alireza Ejlali and Akash Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.07739},
year = {2021}
}
备注
This is an extended version of the paper accepted to be published in IEEE TCAD 2021 which includes Appendices A-E