가변 속도 멀티프로세서에서 그룹 기반 분할 비례지분 스케줄링과 동적 가중치 관리를 통한 절대 대역폭 스케줄링 기법

Abstract

멀티 코어 플랫폼 기반의 고성능 임베디드 시스템에서 실행되는 연산 집약적인(compute-intensive) 애플리케이션의 사용은 지난 몇 년간 증가하는 추세이다. 이러한 애플리케이션의 QoS(Quality of Service)와 타이밍 제약을 충족하기 위해서는 해당 애플리케이션의 CPU 대역폭의 절대 지분 사용을 보장해 주어야 한다. 하지만 현재 범용 운영체제의 비례 지분 스케줄링(Proportional Share Scheduling) 혹은 우선순위 스케줄링(Priority Scheduling) 기법으로는 시간에 민감한 작업에 대하여 CPU 대역폭의 절대 지분을 보장할 수 없다. 본 논문에서는 연성 실시간 작업 그룹이 작업 부하 조건과 CPU 속도 조건에 관계없이 CPU 대역폭의 절대 지분의 보장을 받을 수 있는 절대 대역폭 스케줄링 방식을 제안한다. 절대 지분의 보장에 있어서 제안 된 방식은 그룹에 속한 각 태스크의 비례지분은 유지하면서 그룹전체의 가중치를 동적으로 변경하는 매커니즘을 제공한다. 제안 된 방법은 기존의 비례 지분 스케줄러 위에서 작동하며 커널 계층에 대한 수정을 필요로 하지 않는다. 제안된 기법의 효용성과 정확성을 입증하기 위하여 본 논문에서는 리눅스 cgourp과 CFS(Completely Fair Scheduler) 상에서 프로토타입을 구현하였고, 일련의 실험을 통하여 연성 실시간 태스크 그룹이 필요로 한 절대 대역폭을 유지하고 있음을 검증하였다.