유효 작업부하를 이용한 Energy aware scheduler와 DVFS 기법

Abstract

최근 급격히 성장하고 있는 모바일 환경에서 스마트폰과 타블렛등 휴대용 디바이스는 성능이 증가하며 소비 전력도 증가하고 있다. 하드웨어에서 전력 소모를 줄이는 노력이 이어지고 있지만 한계에 다다른 상황이며 다양한 방법으로 에너지 소모를 줄이고자 노력하고 있다. 리눅스 시스템에서는 에너지 소모를 줄이고자 DVFS를 이용한 가버너 등을 이용하여 소프트웨어 방법으로 해결하고 있다. 그러나 이런 방법만으로는 에너지 최적화에 한계가 있으며, 최근에는 Linaro에서 개발하고 있는 EAS(Energy aware scheduler)와 같이 CPU 스케줄링 관점에서 에너지 최적화 방법 등 컴포넌트의 동작 수준에서 최적화 방법을 찾고 있다. 본 연구에서는 Linaro가 개발하고 있는 EAS의 에너지 모델을 이용하여 리눅스 시스템의 CPU 스케줄러와 가버너에서 에너지 소비를 줄일 수 있는 방법을 제안한다. EAS는 에너지 이득에 대해서만 고려하고 있으나, 제안하는 방법은 성능 변화율도 동시에 고려하여 에너지 효율적이며 성능 손실이 덜 발생하도록 에너지 및 성능 모델을 개발하였다. 또한 태스크의 실행 특성을 분석해서 실질적으로 CPU 코어를 사용하는 부분을 측정하여 코어에 부과하는 유효 작업부하를 계산한다. 이를 활용하여 CPU, GPU, memory의 동작속도를 결정하는 가버너에 적용하고, 이를 기반으로 에너지 효율적인 동작속도를 결정 할 수 있도록 구현하였다.