A Power-Aware Scheduling Algorithm by Setting Smoothing Frequencies

Most researches for power management have focused on increasing the utilization of system performance by scaling operating frequency or operating voltage. If operating frequency is changed frequently, it reduces the real system performance. To reduce power consumption, alternative approaches use the limited number of operating frequencies or set the smoothing frequencies during execution to increase the system performance, but they are not suitable for real time applications. To reduce power consumption and increase system performance for real time applications, this paper proposes a new power-aware schedule method by allocating operating frequencies and by setting smoothing frequencies. The algorithm predicts so that frequencies with continuous interval are mapped into discrete operating frequencies. The frequency smoothing reduces overheads of systems caused by changing operating frequencies frequently as well as power consumption caused by the frequency mismatch at a wide frequency interval. The simulation results show that the proposed algorithm reduces the power consumption up to 40% at maximum and 15% on average compared to the CC RT-DVS.

주파수 평활화 기법을 이용한 전력 관리 알고리즘

대부분의 전력 관리 기법에 대한 연구는 동작 주파수나 동작 전압을 변화 시켜 시스템의 가용성을 증가시키는데 집중되었다. 이 방법은 전력소모를 줄이기 위해 구동 주파수를 수시로 변경하므로 실 시스템의 성능을 저하 시킨다. 소비 전력을 줄이기 위한 다른 방법은 구동 주파수의 개수를 제한하거나 실행 시간 동안 전체 주파수를 완만하게 관리하여 시스템의 성능을 높이는 것이다. 허나 기존 연구는 실시간 응용 프로그램에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 실시간 시스템에서 소비 전력의 손실을 줄이고 시스템의 성능을 향상시키기 위해 구동 주파수 레벨의 할당 방법과 주파수 평활화 기법을 이용한 전력 관리 기법을 제안한다. 이 기법은 연속적인 주파수 간격에서 알고리즘이 예측한 주파수를 양자화된 주파수로 매핑한다. 이러한 주파수 평활화 기법은 좁은 주파수 대역에서 잦은 주파수 변경으로 발생한 시스템의 오버헤드를 줄일 수 있다. 매핑된 주파수는 넓은 주파수 간격에서 주파수 불일치로 발생하는 전력소모를 줄일 수 있다. 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 기존의 CC RT-DVS 기법에 비해 최대 40%, 평균 15% 정도 소비 전력을 줄일 수 있었다.