Reliability-aware energy optimization for throughput-constrained applications on MPSoC - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2018

Reliability-aware energy optimization for throughput-constrained applications on MPSoC

Optimisation de la consommation énergétique d'applications MPSoC sous contraintes de fiabilité et de débit

Abstract

Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC) has emerged as a promising embedded architecture to meet the increasing performance demand of embedded applications. However, due to limited energy budget, it is hard to guarantee that applications on MPSoC can be accomplished on time with a required throughput. The situation becomes even worse for applications with high reliability requirements, since extra energy will be inevitably consumed by task re-executions or duplicated tasks. Based on Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) and task duplication techniques, this paper presents a novel energy-efficient scheduling model, which aims at minimizing the overall energy consumption of MPSoC applications under both throughput and reliability constraints. The problem is shown to be NP-complete, and several polynomial-time heuristics are proposed to tackle this problem. Comprehensive simulations on both synthetic and real application graphs show that our proposed heuristics can meet all the given constraints, while reducing the energy consumption.
Le système multiprocesseur sur puce (MPSoC) est une architecture prometteuse pour répondre à la demande de performance croissante des applications embarquées. Cependant, en raison de leur budget énergétique limité, il est difficile de garantir que les applications sur MPSoC peuvent être accomplies à temps avec un débit requis. La situation devient encore pire pour les applications présentant des exigences de fiabilité élevées, car une énergie supplémentaire sera inévitablement consommée par des ré-exécutions de tâches ou des tâches dupliquées. Basé sur le DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) et la duplication de tâches, cet article présente un nouveau modèle d'ordonnancement, qui vise à minimiser la consommation d'énergie globale des applications MPSoC sous des contraintes de débit et de fiabilité. Le problème est montré NP-complet, et plusieurs heuristiques en temps polynomial sont proposées pour résoudre ce problème. Des simulations complètes sur des graphes d'application tant synthétiques que réels montrent que nos heuristiques peuvent répondre à toutes les contraintes données, tout en réduisant la consommation d'énergie.
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Dates and versions

hal-01766763 , version 1 (14-04-2018)
hal-01766763 , version 2 (17-04-2018)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01766763 , version 2

Cite

Changjiang Gou, Anne Benoit, Mingsong Chen, Loris Marchal, Tongquan Wei. Reliability-aware energy optimization for throughput-constrained applications on MPSoC. [Research Report] RR-9168, Laboratoire LIP, École Normale Supérieure de Lyon & CNRS & Inria, France; Shanghai Key Lab. of Trustworthy Computing, East China Normal University, China; Georgia Institute of Technology, USA. 2018, pp.1-35. ⟨hal-01766763v2⟩
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