隨著半導體工藝的進步,電路芯片集成度不斷提高,功耗問題已經(jīng)制約了整個系統(tǒng)的發(fā)展。功耗過高會導致芯片局部溫度過熱,對系統(tǒng)性能、成本、可靠性以及壽命都帶來了挑戰(zhàn)。內(nèi)存作為整個系統(tǒng)的瓶頸,其大帶寬、大容量的需求日益增加,內(nèi)存功耗問題已成為近年來學術(shù)界與工業(yè)界的熱點問題之一。本文以平衡系統(tǒng)性能、功耗、公平性等參數(shù)為目標,跨越計算機系統(tǒng)多個層次,對系統(tǒng)行為分析、內(nèi)存管理系統(tǒng)、線程調(diào)度等關(guān)鍵問題進行研究,為內(nèi)存功耗控制提供了切實有效的解決方案。本文主要研究內(nèi)容如下：1.基于系統(tǒng)時空行為的內(nèi)存管理系統(tǒng)內(nèi)存系統(tǒng)已經(jīng)支持功耗狀態(tài)控制,而狀態(tài)控制的前提是系統(tǒng)存在空閑內(nèi)存模塊以便進入低功耗狀態(tài)。由于內(nèi)存管理系統(tǒng)負責內(nèi)存資源的分配與回收,因此功耗狀態(tài)控制的關(guān)鍵將在于內(nèi)存管理系統(tǒng)如何管理數(shù)據(jù)在物理內(nèi)存上的分布,為此,我們首先分析了不同內(nèi)存地址映射機制對數(shù)據(jù)分布以及內(nèi)存功耗的影響,進而針對性地引入了功耗敏感的內(nèi)存管理系統(tǒng)。其次,從任務(wù)的角度刻畫系統(tǒng)訪存行為,進而指導內(nèi)存管理系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整分配與釋放策略以迎合任務(wù)生命周期中不同階段的資源需求。2.行為指導的任務(wù)分組方法僅考慮任務(wù)自身的資源需求而忽略應(yīng)用場景的限制,很難... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
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表格目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 功耗研究現(xiàn)狀
        1.1.2 內(nèi)存功耗研究
    1.2 論文的主要研究工作
        1.2.1 研究目標
        1.2.2 研究內(nèi)容
    1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 內(nèi)存功耗相關(guān)研究工作
    2.1 引言
        2.1.1 基本術(shù)語
        2.1.2 地址映射機制
        2.1.3 內(nèi)存相關(guān)功耗控制技術(shù)
        2.1.4 Linux內(nèi)存管理系統(tǒng)
    2.2 相關(guān)工作
    2.3 研究路線
    2.4 本章小結(jié)
第3章 功耗敏感的內(nèi)存管理系統(tǒng)
    3.1 引言
    3.2 內(nèi)存地址映射機制與內(nèi)存狀態(tài)控制策略
        3.2.1 地址映射機制分類
        3.2.2 映射機制對內(nèi)存功耗狀態(tài)控制的影響
    3.3 基于HMCM的內(nèi)存功耗優(yōu)化機制
    3.4 基于LMCM的內(nèi)存功耗優(yōu)化機制
        3.4.1 內(nèi)存區(qū)硬件劃分模塊MASM
        3.4.2 功耗感知的內(nèi)存分配器PAMA
    3.5 實驗數(shù)據(jù)及分析
        3.5.1 針對HMCM機制的功耗優(yōu)化
        3.5.2 針對LMCM機制的功耗優(yōu)化
        3.5.3 其他因素的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于線程行為的內(nèi)存管理系統(tǒng)
    4.1 引言
    4.2 線程訪存行為分析
        4.2.1 操作序列的到達分布
        4.2.2 動態(tài)資源需求的三階段特性
    4.3 基于線程行為的內(nèi)存管理框架
        4.3.1 基于MMBTB框架的內(nèi)存分配效率優(yōu)化機制
        4.3.2 基于MMBTB框架的PASR機制
    4.4 本章小結(jié)
第5章 應(yīng)用程序感知的Android組調(diào)度器
    5.1 引言
    5.2 Android系統(tǒng)行為
        5.2.1 高度共享內(nèi)存地址空間
        5.2.2 高度交織執(zhí)行
        5.2.3 單窗口特征
    5.3 應(yīng)用程序感知的組調(diào)度
        5.3.1 查找線程組
        5.3.2 查找下一個運行線程
    5.4 實驗數(shù)據(jù)及分析
        5.4.1 性能收益
        5.4.2 AGS的公平性
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于功能事件的DVFS功耗控制
    6.1 引言
        6.1.1 功能事件的定義
    6.2 基于系統(tǒng)調(diào)用的功能事件
        6.2.1 以系統(tǒng)調(diào)用作為功能事件的載體
        6.2.2 基于系統(tǒng)調(diào)用的功耗管理
    6.3 基于消息機制的功能事件
        6.3.1 Android消息處理機制
        6.3.2 以消息為載體的功能事件
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 本文的主要工作
        7.1.1 研究方法
        7.1.2 研究成果
    7.2 本文的主要貢獻
    7.3 工作展望
        7.3.1 針對游戲場景的功耗優(yōu)化
        7.3.2 針對wifi場景的功耗優(yōu)化
        7.3.3 功耗模型與用戶行為挖掘
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果
致謝



本文編號：2904344