Technieken voor scenariovoorspelling en -transitie in systeemscenario-gebaseerde ontwerp

De laatste jaren zijn computersystemen efficiënter geworden in het aanleveren van hoge performantie. We naderen nu de grenzen van economisch haalbare koelsystemen en verpakkingstechnologieën voor hoogperformante systemen. Bovendien zijn mobiele en draagbare systemen in populariteit gestegen, waardoor de markt meer geavanceerde functies vraagt in batterijgevoede apparaten. De batterijcapaciteit neemt echter niet snel genoeg toe.  Heterogene platformen worden steeds populairder, waarbij de verschillende onderdelen van een aanvraag berekend worden door efficiënte versnellers en systeembronnen. Deze middelen kunnen worden in- en uitgeschakeld wanneer dat nodig is, waardoor energie bespaard wordt wanneer ze niet nodig zijn voor de actieve taak. Een belangrijke uitdaging is om efficiënt in kaart te brengen hoe een complex systeem op een ingebed heterogeen platform afgebeeld wordt. De toegenomen complexiteit vraagt om een geautomatiseerde benadering van deze complexiteit in stringente reele-tijdsbeperkingen, voor reactieve, parallelle en dynamische systemen, met betrouwbare prestaties en de verwerking binnen maximale kosten en op een energieëfficiëntie wijze.

De Task Concurrency Management (TCM) methodologie  voor systeemscenario gebaseerd ontwerpen wordt ontwikkeld om deze uitdaging aan te gaan door middel van een 2-fasen design- en run-time aanpak om zich te concentreren op energie-efficiëntie in plaats van het verhogen van prestaties. Voor heterogene multiprocessorsystemen, is geoptimaliseerde afbeelding en planning van taken op verwerkingseenheden essentieel voor energieëefficintie. Op ontwerptijd wordt een verzameling van systeemscenario's geïdentificeerd en wordt een scenariovoorspelling en -schakelmechanisme ontwikkeld. Bovendien kunnen versnellers worden geselecteerd voor opname in het heterogene platform. Bij de uitvoering, worden aankomende scenario's voorspeld en het platform wordt dienovereenkomstig aangepast, bijvoorbeeld door middel van het voeden van versnellers en het aan- en uitschakelen van componenten wanneer dat nodig is. Het doel van dit project is om optimale technieken te ontwikkelen voor het voorspellen en schakelen van systeemscenario's, in de aanwezigheid van dynamische invoerdatagedrag en dit in de context van heterogene platformen met versnellers.  

Een M5 simulator platform met een ARM-processor zal worden gebruikt als onderzoeksplatform om verschillende technieken te verkennen voor het voorspellen en de omschakeling van systeemscenario's. In de eerste stap wordt een eenvoudige processor gebruikt om de TCM gebaseerde algoritmens in kaart te brengen en te verkennen in termen van hun efficiëntie. Het project wordt uitgevoerd in het kader van het IEM Strategisch onderzoeksgebied rond Energy Efficient Computing Systems bij NTNU en in samenwerking met de KULeuven / IMEC Leuven en T.U.Eindhoven.