Voltage-Margin Advancements among Ultra-low Power Multicore CPU Generations

Διπλωματική Εργασία uoadl:2883881 95 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση / ειδίκευση Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΤΠΕ)
Πληροφορική
Ημερομηνία κατάθεσης:
2019-10-27
Έτος εκπόνησης:
2019
Συγγραφέας:
Βαζάτης Νικόλαος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Δημήτρης Γκιζόπουλος, Καθηγητής, Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Voltage-Margin Advancements among Ultra-low Power Multicore CPU Generations
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Πρόοδος Περιθωρίων Τάσης Λειτουργίας ανάμεσα σε Γενιές Πολυπύρηνων Επεξεργαστών Εξαιρετικά Χαμηλής Ισχύος
Περίληψη:
Ο κύριος σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας είναι ο πλήρης χαρακτηρισμός της συμπεριφοράς της 6ης γενιάς μικροεπεξεργαστή Skylake της Intel, με μια αξιολόγηση 10 δοκιμαστικών προγραμμάτων. Αυτή η αξιολόγηση τελείται μέσω μιας διαδικασίας σταδιακής μείωσης της τάσης του επεξεργαστή, πρώτα διατηρώντας τη μέγιστη συχνότητα στα 2.3 GHz και στη συνέχεια μειώνοντας την συχνότητα στο μισό (1.2 GHz). Η τελευταία περίπτωση μελετήθηκε με σκοπό την αποκάλυψη ακόμα χαμηλότερων ορίων τάσης, στα οποία το σύστημα λειτουργεί με κανονική συμπεριφορά με κόστος την χαμηλότερη απόδοση σε ταχύτητα. Ωστόσο, και στις δύο περιπτώσεις το ελάχιστο ασφαλές περιθώριο τάσης είναι 100 mV κάτω από την ονομαστική. Επιπλέον, αναλύουμε και αναφέρουμε εκτενώς κάθε περίπτωση οποιουδήποτε τύπου σφάλμα και κατάρρευση συστήματος.

Στη συνέχεια, παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα από τον χαρακτηρισμό της μηχανής Skylake, μαζί με αυτά που βρέθηκαν σε προηγούμενη μελέτη για τον 4ης γενιάς μικροεπεξεργαστή Haswell της Intel και παρουσιάζουμε την πρόοδο των περιθωρίων τάσης, ανάμεσα στις δύο γενιές επεξεργαστών εξαιρετικά χαμηλής ισχύος. Κατά την διαδικασία χαρακτηρισμού, συλλέξαμε επίσης μετρήσεις θερμοκρασίας και ισχύος. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται αναλυτικά μέσω μεταβολών από πυρήνα-σε-πυρήνα, κύκλωμα-σε-κύκλωμα και δοκιμασία-σε-δοκιμασία. Η μελέτη μας, δείχνει ότι κατά τη διάρκεια μείωσης της τάσης δεν σχηματίζονται περιοχές μη ασφαλούς λειτουργίας λόγω μη εμφάνισης διορθωμένων λαθών. Η μέγιστη μείωση τάσης που μπορεί να επιτευχθεί είναι 11.24% με εξαιρετικά κέρδη στην κατανάλωση ισχύος μέχρι και 41% για συγκεκριμένες παραμετροποιήσεις. Ωστόσο, σχετικά με την απόδοση της θερμοκρασίας παρατηρήθηκαν τόσο κέρδη όσο και απώλειες.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Τεχνολογία – Πληροφορική
Λέξεις-κλειδιά:
απόδοση ενέργειας, κλιμάκωση τάσης και συχνότητας, ισχύς, θερμοκρασία, αναγνώριση και διόρθωση σφαλμάτων, επεξεργαστές εξαιρετικά χαμηλής ισχύος
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
6
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
43
Αριθμός σελίδων:
106
nikolaos_vazatis_2019_msc_thesis.pdf (4 MB) Άνοιγμα σε νέο παράθυρο