Energy-Aware Task Scheduling for Multiprocessors using Dynamic Voltage Scaling and Power Shutdown

As multiprocessors have been widely adopted in embedded systems, task computation energy consumption should be minimized with several low power techniques supported by the multiprocessors. This paper proposes an energy-aware task scheduling algorithm that adopts both dynamic voltage scaling and power shutdown in multiprocessor environments. Considering the timing and energy overhead of power shutdown, the proposed algorithm performs an iterative task assignment and task ordering for multiprocessor systems. In this case, the iterative priority-based task scheduling is adopted to obtain the best solution with the minimized total energy consumption. Total energy consumption is calculated by considering a linear programming model and threshold time of power shutdown. By analyzing experimental results for standard task graphs based on real applications, the resource and timing limitations were analyzed to maximize energy savings. Considering the experimental results, the proposed energy-aware task scheduling provided meaningful performance enhancements over the existing priority-based task scheduling approaches.

멀티프로세서상의 에너지 소모를 고려한 동적 전압 스케일링 및 전력 셧다운을 이용한 태스크 스케줄링

멀티프로세서가 임베디드 시스템에서 널리 쓰임에 따라 지원되는 전력 최소화 기법을 이용하여 태스크를 수행하기 위해 필요한 에너지의 소모량을 줄여야 할 필요성이 대두된다. 본 논문은 동적 전압 스케일링 및 전력 셧다운을 이용하여 에너지 소모를 최소화 하는 태스크 스케줄링 알고리즘을 멀티프로세서 환경을 위해 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 전력 셧다운시의 에너지 및 타이밍 오버헤드를 고려하여 반복적으로 태스크 할당 및 태스크 순서화를 수행한다. 제안된 반복적인 태스크 스케줄링을 통해 전체 에너지 소모를 줄이는 가장 좋은 해를 얻을 수 있었다. 전체 에너지 소모는 리니어 프로그래밍 모델 및 전력 셧다운의 임계 시간을 고려하여 계산되었다. 실제 어플리케이션으로부터 추출된 표준 태스크 그래프에 기반을 둔 실험 결과를 통해 하드웨어 자원 및 시간제한에 따른 에너지 소모 관계를 분석하였다. 실험 결과를 볼 때 제안된 알고리즘은 기존의 우선권 기반의 태스크 스케줄링에 대해서 의미 있는 성능 향상을 얻을 수 있었다.