• 전자공학회논문지CI
• /
• 제45권1호
• /
• pp.78-85
• /
• 2008

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.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.10-16
• /
• 2018

비용절감을 위해 제한된 서버 워크로드를 통합하는 것은 데이터센터의 효율성에 중요하다. 하지만 더 많은 워크로드가 하나의 서버에 통합되면서, 워크로드들의 성능이 제한된 공유 자원에 대한 경합으로 인해 감소될 수 있다. 이러한 성능감소를 줄이기 위해서 공유자원에 대한 경합을 줄이는 스케줄이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 공유자원, 특히 메모리 서브시스템에 대해서 경합을 줄일 수 있는 DVFS(Dynamic Voltage Frequency Scaling) 기반의 메모리 인지 쓰레드 스케줄링 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 메모리 자원에 대한 경합을 줄이기 위해서, 메모리 자원에 대한 접근을 제한하는 방식으로 두 가지 방법을 사용한다. 메모리 인텐시브 쓰레드를 제한된 코어에서 수행하고, 메모리 인텐시브 쓰레드가 수행되는 코어의 주파수를 낮추어 경합을 완화한다. 제안한 알고리즘을 적용하여 쓰레드 스케줄링 시, 리눅스의 CFS(Completely Fair Scheduler) 대비 최대 43%의 성능향상을 이루고 파워소모를 38% 줄일 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제38B권1호
• /
• pp.46-53
• /
• 2013

최근 영상 디코더 시스템에서 소모전력을 절감하기 위한 방안으로 DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) 방식을 적용한 알고리즘 들이 제안되고 있다. 이에 저자들은 논문[1]에서 전력소모를 최소화할 수 있는 스케줄링 알고리즘을 제시하였다. 이 알고리즘은 수학적으로 최적의 결과를 보장하지만, 사전에 화면 당 디코딩 계산양을 알 수 있다는 조건이 만족하여야 한다. 그러나 실제응용에서 이 조건은 만족되기 어려운 경우가 종종 존재한다. 본 논문에서는 이 제약사항을 극복하는 방안으로, 프레임의 데이터크기로 프레임의 디코딩 계산양을 예측하는 기법에 기초한 수정된 알고리즘을 제안한다. 실제 영상에서 추출된 데이터를 이용한 결과, 계산양 예측 알고리즘은 평균적으로 90%이상의 정확도를 보였으며, 따라서 계산양 예측 기법과 임계점에서의 프래임 크기 20% 내외의 완충버퍼 마진을 적용한 수정한 알고리즘은 버퍼 고갈과 넘침이 일어나지 않으며, 최적알고리즘과 비교할 때 거의 동일한 성능 (1~2% 이하의 성능저하)을 보이는 것을 확인하였다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제43권3호
• /
• pp.296-303
• /
• 2016

시스템 자원과 가용한 전력량이 한정적인 모바일 실시간 시스템은 시간제약의 만족뿐만 아니라 시스템 부하가 높을 때는 시스템 자원을 최대한 활용하고 시스템 부하가 낮을 때는 에너지 소모량을 줄일 수 있어야 한다. 멀티프로세서 실시간 스케줄링 알고리즘인 EDZL(Earliest Deadline until Zero Laxity)은 높은 시스템 이용률을 가지고 있으나 에너지 절감기법에 대한 연구가 매우 적다. 본 논문은 멀티코어 플랫폼에서 EDZL 스케줄링의 동적 전압조절(DVFS) 기법을 다룬다. 본 논문은 full-chip DVFS 플랫폼을 위한 동일속도와 per-core DVFS 플랫폼을 위한 개별속도 산정 기법을 제안한다. EDZL 스케줄 가능성 검사에 기반을 둔 이 기법은 단순하지만 효과적으로 태스크들의 수행속도를 오프라인에 결정할 수 있다. 또한 모의실험을 통하여 제안한 기법이 효과적으로 에너지를 절감할 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제7권5호
• /
• pp.949-966
• /
• 2013

Recently, Wireless Body Area Network (WBAN) has promise to revolutionize human daily life. The need for multiple sensors and constant monitoring lead these systems to be energy hungry and expensive with short operating lifetimes. In this paper, we offer a review of existing work of WBAN and focus on energy-aware management in it. We emphasize that nodes computation, wireless communication, topology deployment and energy scavenging are main domains for making a long-lived WBAN. We study the popular power management technique Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) and identify the impact of slack time in Dynamic Power Management (DPM), and finally propose an enhanced dynamic power management method to schedule scaled jobs at slack time with the goal of saving energy and keeping system reliability. Theoretical and experimental evaluations exhibit the effectiveness and efficiency of the proposed method.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
• /
• pp.464-469
• /
• 2007

현재 이동용 장치(Mobile Device)들에서 전력 소모는 사용자들의 요구에 따라 성능 다음으로 중요한 비중을 차지하고 있다. 특히 배터리 셀의 기술 증가에 비해 프로세서들의 성능 및 요구하는 소비전력이 크게 증가함에 따라 프로세서의 전력 소모를 최소화 하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 특히 프로세서의 전력 소모가 많은 비중을 차지함에 따라 프로세서의 전력 소모를 낮추기 위한 방법으로 많은 프로세서들은 DVS(Dynamic Voltage Scaling)와 DFS(Dynamic Frequency Scaling)를 지원한다. 실제 프로세서의 전력 소모는 공급전압에 의 제곱에 비례하고 동작 클럭(Clock) 주파수에 비례한다. 그러나 공급전압은 다시 동작 클럭 주파수에 비례함으로써 DVS와 DFS를 지원하는 대부분의 프로세서는 동작 클럭 주파수를 낮춤으로서 많은 전력 소모를 줄일 수 있게 된다. 그러나 동작 클럭 주파수를 낮추게 되면 태스크들의 실행 시간이 길어지게 되어 실시간 시스템에서 실시간성을 보장하지 못하게 된다. 본 논문에서는 상호간에 공유자원을 갖는 태스크들의 실시간성을 보장하며 동작 클럭 주파수를 낮추는 알고리즘을 제안한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제10권3호
• /
• pp.165-175
• /
• 2010

This paper presents a fine-grain supply-voltage-control scheme for low-power FPGAs. The proposed supply-voltage-control scheme detects the critical path in real time with small overheads by exploiting features of asynchronous architectures. In an FPGA based on the proposed supply-voltage-control scheme, logic blocks on the sub-critical path are autonomously switched to a lower supply voltage to reduce the power consumption without system performance degradation. Moreover, in order to reduce the overheads of level shifters used at the power domain interface, a look-up-table without level shifters is employed. Because of the small overheads of the proposed supply-voltage-control scheme and the power domain interface, the granularity size of the power domain in the proposed FPGA is as fine as a single four-input logic block. The proposed FPGA is fabricated using the e-Shuttle 65 nm CMOS process. Correct operation of the proposed FPGA on the test chip is confirmed.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권10호
• /
• pp.5168-5181
• /
• 2017

The popularity of augmented reality (AR) applications and games are in high demand. Currently, the best common platform to implement AR services is on a smartphone, as online games, navigators, personal assistants, travel guides are among the most popular applications of smartphones. However, the power consumption of an AR application is extremely high, and therefore, highly adaptable and dynamic low power control schemes must be used. Dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) schemes are widely used in smartphones to minimize the energy consumption by controlling the device's operational frequency and voltage. DVFS schemes can sometimes lead to longer response times, which can result in a significant problem for AR applications. In this paper, an AR response time monitor is used to observe the time interval between the AR image input and device's reaction time, in order to enable improved operational frequency and AR application process priority control. Based on the proposed response time monitor and the characteristics of the Linux kernel's completely fair scheduler (CFS) (which is the default scheduler of Android based smartphones), a response time step control (RSC) scheme is proposed which adaptively adjusts the CPU frequency and interactive application's priority. The experimental results show that RSC can reduce the energy consumption up to 10.41% compared to the ondemand governor while reliably satisfying the response time performance limit of interactive applications on a smartphone.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
• /
• pp.206-208
• /
• 2012

현재까지 DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)를 효율적으로 사용하여 프로세서의 소모전력을 줄이는 것을 목표로 하는 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 중에서 GPHT(Global Phase History Table)는 워크로드를 예측하여 최적의 DVFS를 설정하는 연구이다. 이 연구는 Last Value기법 보다 예측 적중률을 향상시켰지만 연속적인 워크로드 상황에서는 예측 적중률이 저하되는 한계점을 가지고 있다. 본 논문은 이 문제를 해결하기 위해 Run-Length Encoding기법을 도입한 새로운 GPHT모델을 소개하며, 시뮬레이션 결과 GPHT 대비 적중률을 최대 8.98%, 평균 3.28% 향상 시켰다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2016

We proposed a load unbalancing scheduling method for energy-efficient multi-core embedded systems considering DVFS (Dynamic Voltage/Frequency Scaling) power consumption and task characteristics. It is a new kind of scheduler which combines load balancing and load unbalancing technique. The purpose of the method is to effectively utilize energy without much effect in performance. In this paper, we conduct experiments on energy consumption and performance using the previous load balancing and unbalancing techniques and our proposed technique. The proposed technique reduced energy consumption more than 13.7% when compared to other algorithms. As a result, the proposed technique shows low energy consumption without much decline in the performance and is adequate for energy-efficient multi-core embedded systems.