JP2011018352A - 同時マルチスレッディングプロセッサを用いてバッファ型アプリケーションのエネルギー消費を低減する方法 - Google Patents
同時マルチスレッディングプロセッサを用いてバッファ型アプリケーションのエネルギー消費を低減する方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】複数のアプリケーションステート及びマルチスレッディングシステム内の複数のスレッドステートをモニタし、システム内の複数のリソース調整を実施する。複数のソフトウェアアプリケーションにより使用される仮データ用のデータバッファをモニタすることで、複数のリソースは、複数のバッファレベルに依存して増やされ、または減らされる。複数のリソースの複数の調整では、プロセッサの電圧および周波数を変更する。準備ができたスレッドは、複数のスレッドの同時実行の機会を増やすために遅らされる。複数のスレッドの同時実行は、システムアイドル時間のための機会を増やすことに役立ち、したがって、エネルギー消費は、減らされる。
【選択図】図4A
Description
多くのソフトウェアアプリケーションは、複数のデータ配信要求により制約される。図1Cは、1つの実施形態に係るデータバッファを用いる複数のアプリケーションの一例を説明するブロック図である。図1Cに説明されるように、第一のアプリケーション182は、データを生成し、第一のデータバッファ184に記憶する。第一のデータバッファ184内のデータは、その後入力として第二のアプリケーション192に使用される。第二のアプリケーション192は、その後第二のデータバッファ194に記憶されるデータを生成する。第一のアプリケーション182および第二のアプリケーション192がいずれのデータ配信要求にも制約されない場合、データがどの程度の速さで第一のデータバッファ184または第二のデータバッファ194に記憶されるかについての周波数、およびデータがどの程度の速さでこれら複数のバッファから取り出されるかについての周波数を任意に変えることは、第一のアプリケーション182および第二のアプリケーション192にほとんど影響をおよばさない。
図2は、1つの実施形態に係るマルチスレッディングシステムにおいて複数のリソースを管理するために使用される異なる複数のステートの1つの例を説明するブロック図である。システム200は、アプリケーションステート205、第一のスレッドステート206、第一のマシンステート207、およびリソースマネージャ210を備える。アプリケーションステート205、第一のスレッドステート206、および第一のマシンステート207に依存して、リソースマネージャ210は、例えば、システム200を第一のマシンステート207から第二のマシンステート220に遷移させ、および/またはシステム内のスレッドを第一のスレッドステート206から第二のスレッドステート215に遷移させる。
リソースマネージャ210は、システム内で現在利用可能な複数のリソースのレベルを決定することに責任を持つ。リソースマネージャ210は、利用可能な複数のリソースを増やし、または減らす。したがって、システム200を第一のマシンステート207から第二のマシンステート220へ遷移させる。例えば、リソースマネージャ210は、システム200内のプロセッサに適用される周波数および/または電圧を動的にスケーリングするために複数の動作を実行する。リソースマネージャ210は、同様に、ソフトウェアアプリケーションにより使用される複数のバッファのサイズを変更する。一般的に、リソースマネージャ210は、システム200内のハードウェア回路の少なくとも一部分を構成する。ハードウェア回路は、例えば、プロセッサ、メモリ、キャッシュ、チップセットなどの複数のハードウェアコンポーネントを含む。ハードウェア回路を構成することは、1つ以上のハードウェアコンポーネントを電源オフまたは電源オンすることを含む。これは、リソースマネージャ210がソフトウェアアプリケーションの実行に間接的に影響することを可能にする。例えば、利用可能な複数のリソースを増やすことは、ソフトウェアアプリケーションに、より速いレートで実行させ、また、利用可能な複数のリソースを減らすことは、ソフトウェアアプリケーションに、より遅いレートで実行させる。
ソフトウェアアプリケーションは、任意の特定の時刻において、異なるアプリケーションステート205にあってよい。例えば、ソフトウェアアプリケーションは、バッファ内のデータをバッファリングしており、バッファの現在のバッファレベルは、バッファがアンダーフロー条件に近いことを示してよく、1つのアプリケーションステートを表す。バッファの現在のバッファレベルが変化するにつれて、ソフトウェアアプリケーションは、異なるアプリケーションステートにある。ソフトウェアアプリケーションにより使用されるバッファの現在のバッファレベルは、標準条件および潜在的な複数のクリティカル条件を決定するためにモニタされる。複数のクリティカル条件は、バッファアンダーフロー条件、バッファオーバーフロー条件などを含む。
スレッドステートは、複数のソフトウェアアプリケーション内の複数のスレッドがディスパッチされる方法に関連する。上記で説明されたように、ソフトウェアアプリケーションは、同時に実行する複数のスレッドを有する。1つの実施形態に関して、ソフトウェアアプリケーションに関連したスレッドのディスパッチは、複数のスレッドが同時に実行する複数の機会を増やすために遅らされる。スレッドのディスパッチを遅らすことは、複数のリソースのための要求を低減することを助け、したがって、システム200が、例えば、第一のマシンステート207から第二のマシンステート220に遷移することを可能にする。例えば、他に実行しているスレッドがない場合、スレッドは、ディスパッチされる準備ができた(または、レディ)ステート(例えば、第一のスレッドステート206)からディスパッチされることを遅らされる(または、待ち行列)ステート(例えば、第二のスレッドステート215)に遷移される。両方のスレッドが共にディスパッチされるように、スレッドは、他のスレッドが準備できるまで、待ち行列に入れられ、または遅らされる。共にディスパッチされる複数のスレッドは、同じソフトウェアアプリケーションに関連し、またはそれらは、異なる複数のソフトウェアアプリケーションに関連する。
1つの実施形態に関して、リソースマネージャ210は、システム200を1つのマシンステートから他のマシンステートに遷移させるかどうかを決定するために、ソフトウェアアプリケーションのアプリケーションステートおよびスレッドのスレッドステートを評価する。図3Bで説明された例において、スレッドは、バッファ305からフレームを復号化するアクティビティを有する。フレームを復号化することは、直接的に、または間接的にバッファ305内のデータ量に影響を与える。バッファ305のバッファレベル310が、バッファ305内のデータ量が少ない(低レベルマークL1の下)ことを示す場合、およびバッファ315のバッファレベル320が、バッファ315内のデータが標準(低レベルマークL2と高レベルマークH2との間)であることを示す場合、リソースマネージャ210は、現在のアクティビティをディスパッチするかどうかを決定する前に、システム200内の他の複数のアクティビティを評価する。1つの実施形態に関して、他の実行しているアクティビティが存在し、そのアクティビティは、現在のアクティビティに関連している(例えば、前回のフレームを現行フレームに復号化する)場合、リソースマネージャ210は、利用可能な複数のリソースを減らすことにより(例えば、プロセッサに適用される周波数/電圧を減らす)、システム200のマシンシステムを変更する。これは、実行中のアクティビティの実行を遅くし、バッファ305内のデータ量がすでに少ないので、バッファ305を使い果たすこと、またはアンダーフローさせることの可能性を減らす。
バッファ305 → ビットストリームバッファレベル → 低
バッファ315 → 非圧縮フレームバッファ → 標準
バッファ305 → ビットストリームレベル → 標準
バッファ315 → 非圧縮フレームバッファレベル → 標準
バッファ305 → ビットストリームバッファレベル → 高
バッファ315 → 非圧縮フレームバッファ → 標準
Claims (50)
- システム内で実行中のアプリケーションのステートをモニタする段階であって、前記アプリケーションに関連した1つ以上のバッファをモニタする段階を有する段階、
前記システム内の1つ以上のスレッドのディスパッチを制御する段階であって、前記システム内の少なくとも1つのスレッドは、前記アプリケーションに関連する段階、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび前記1つ以上のスレッドの前記ステートに少なくとも基づいて前記システム内の複数のリソースを管理する段階
を備える方法。 - スレッドは、1つ以上のアクティビティを有し、
前記システム内の前記1つ以上のスレッドの前記ディスパッチを制御する段階は、前記1つ以上のアクティビティの実行準備性を評価する段階を有する請求項1に記載の方法。 - 前記システム内の前記1つ以上のスレッドの前記ディスパッチを制御する段階は、ディスパッチされる準備ができたアクティビティをディスパッチされることから遅らせる段階を有する請求項2に記載の方法。
- 第一のアクティビティおよび第二のアクティビティの両方が、共にディスパッチされることができるように、前記第一のアクティビティは、前記第二のアクティビティの準備ができるのを待つために、ディスパッチされることから遅らされ、前記第一のアクティビティおよび前記第二のアクティビティは、1つ以上のアプリケーションからである請求項3に記載の方法。
- 前記システムのマシンステートをモニタする段階であって、
前記システム内の利用可能な複数のリソースを決定する段階、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび前記1つ以上のスレッドの前記ステートに基づいて前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階
を有する段階をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 前記複数のリソースは、設定可能な複数のハードウェアコンポーネントを有する請求項5に記載の方法。
- 前記設定可能なハードウェアコンポーネントは、前記システム内の1つ以上のプロセッサ、複数のハードウェアバッファ、メモリ、キャッシュ、算術論理ユニット(ALU)、および複数のレジスタを有する請求項6に記載の方法。
- 前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階は、前記システム内の少なくとも前記1つ以上のプロセッサに適用される前記複数の周波数を設定する段階を有する請求項7に記載の方法。
- 前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階は、前記システム内の少なくとも前記1つ以上のプロセッサに適用される前記複数の電圧を設定する段階を有する請求項8に記載の方法。
- 前記システム内の前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階は、前記システム内の回路の少なくとも一部を電源オンする段階または電源オフする段階を有する請求項7に記載の方法。
- 前記アプリケーションに関連した前記1つ以上のバッファをモニタする段階は、前記1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルをモニタする段階を有する請求項1に記載の方法。
- 前記複数のバッファ充満レベルをモニタする段階は、前記アプリケーションに関連したそれぞれのバッファに対して、バッファレベルを所定の複数のバッファ充満レベルと比較する段階を有し、
前記所定の複数のバッファ充満レベルは、高レベルマークおよび低レベルマークを含む請求項11に記載の方法。 - 比較する段階は、バッファオーバーフローおよびバッファアンダーフロー条件を判断することである請求項12に記載の方法。
- 複数の実行可能命令を備え、
前記複数の命令がプロセッシングシステム内で実行された場合、前記プロセッシングシステムに、
システム内で実行中のアプリケーションのステートをモニタする段階であって、前記アプリケーションに関連した1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルをモニタする段階を有する段階、
前記システム内の1つ以上のスレッドのディスパッチを制御する段階であって、前記システム内の少なくとも1つのスレッドは、前記アプリケーションに関連する段階、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび前記1つ以上のスレッドの前記ステートに少なくとも基づいて前記システム内の複数のリソースを管理する段階
を備える方法を実行させるコンピュータ可読媒体。 - 前記システム内の前記1つ以上のスレッドの前記ディスパッチを制御する段階は、ディスパッチされる準備ができたスレッドをディスパッチされることから遅らせる段階を有する請求項14に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記システムのマシンステートをモニタする段階であって、
前記システム内の利用可能な複数のリソースを決定する段階、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび前記1つ以上のスレッドの前記ステートに基づいて前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階
を有する段階をさらに備える請求項14に記載のコンピュータ可読媒体。 - 前記複数のリソースは、設定可能な複数のハードウェアコンポーネントを有する請求項16に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階は、前記システム内の少なくとも前記1つ以上のプロセッサに適用される前記複数の周波数および/または前記複数の電圧を設定する段階を有する請求項16に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記複数のバッファ充満レベルをモニタする段階は、前記アプリケーションに関連したそれぞれのバッファに対して、バッファレベルを所定の複数のバッファ充満レベルと比較する段階を有し、
前記所定の複数のバッファ充満レベルは、高レベルマークおよび低レベルマークを含む請求項14に記載のコンピュータ可読媒体。 - システム内の実行中のアプリケーションにより使用される1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルをモニタすることにより、および前記システム内の複数のスレッドのディスパッチを協調させることにより、前記システム内の複数のリソースを管理する段階を備える方法。
- 前記1つ以上のバッファの前記複数のバッファ充満レベルをモニタする段階は、バッファオーバーフロー条件またはアンダーフロー条件を判断するために前記1つ以上のバッファのそれぞれのバッファレベルをモニタする段階を有する請求項20に記載の方法。
- 前記システム内の前記複数のスレッドの前記ディスパッチを協調させる段階は、複数のスレッドの実行の中のオーバーラップを増やすために実行される請求項20に記載の方法。
- 前記複数のスレッドの実行内の前記オーバーラップを増やす段階は、スレッドをレディステートから待ち行列ステートに変更する段階を有する請求項22に記載の方法。
- 前記スレッドは、両方のスレッドが共にディスパッチされることができるように、前記レディステートである他のスレッドが存在するまで、前記待ち行列ステートのままである請求項23に記載の方法。
- 前記システム内の前記複数のスレッドの前記ディスパッチを協調させる段階は、複数のスレッドの依存性を決定する段階を有し、
前記アプリケーションの現在のスレッドと次のスレッドとの間に依存性があり、また、前記複数のバッファの全ての前記複数のバッファ充満レベルが潜在的なオーバーフロー条件を示す場合、前記システム内の前記複数のリソースは、増やされる請求項20に記載の方法。 - 前記複数のバッファの全ての前記複数のバッファ充満レベルがクリティカル局面に達した場合、前記システム内の前記複数のリソースは、調整される請求項20に記載の方法。
- 複数の実行可能命令を備え、
前記複数の命令がプロセッシングシステム内で実行された場合、前記プロセッシングシステムに、
システム内の実行中のアプリケーションにより使用される1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルをモニタすることにより、および前記システム内の複数のスレッドのディスパッチを協調させることにより、前記システム内の複数のリソースを管理する段階を備える方法を実行させるコンピュータ可読媒体。 - 前記複数のバッファ充満レベルをモニタする段階は、バッファオーバーフロー条件またはアンダーフロー条件のためにモニタする段階、および相応して、前記バッファオーバーフロー条件またはアンダーフロー条件を避けるために前記システム内の前記複数のリソースを増やす段階または減らす段階を有する請求項27に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記システム内の前記複数のスレッドの前記ディスパッチを協調させる段階は、実行オーバーラップを増やすために、スレッドをレディステートから待ち行列ステートに変更する段階および複数のスレッドをディスパッチする段階を有する請求項27に記載のコンピュータ可読媒体。
- システム内の1つ以上のスレッドの複数のステートをモニタする段階であって、前記1つ以上のスレッドをディスパッチするために準備性をモニタする段階を有する段階、および
前記システム内の前記1つ以上のスレッドの前記複数のステートに少なくとも基づいて前記システム内の複数のリソースを管理する段階であって、前記複数のリソースは、前記システム内の複数の設定可能ハードウェアコンポーネントを有する段階
を備える方法。 - 前記システム内の前記複数のリソースを管理する段階は、前記システム内の少なくとも1つ以上のプロセッサに適用される前記複数の周波数および/または複数の電圧を設定する段階を有する請求項30に記載の方法。
- 前記システム内の前記複数のリソースを管理する段階は、前記システム内の回路の一部を電源オンする段階または電源オフする段階をさらに有する請求項30に記載の方法。
- 前記システム内で実行中のアプリケーションのステートを管理する段階をさらに備え、
前記アプリケーションの前記ステートは、前記アプリケーションにより使用される1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルを有し、
前記システム内の前記複数のリソースは、前記アプリケーションの前記ステートに基づいて増やされ、または減らされる請求項30に記載の方法。 - システム内で実行中のアプリケーションのステートをモニタする段階であって、前記アプリケーションに関連した1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルをモニタする段階を有する段階、および
前記アプリケーションの前記ステートに基づいて前記システム内の複数のリソースを管理する段階
を備える方法。 - 前記システム内の1つ以上のスレッドの実行準備性を管理する段階をさらに備え、
前記複数のリソースを管理する段階は、前記アプリケーションに関連する少なくとも1つのスレッドの前記実行準備性にさらに基づく請求項34に記載の方法。 - 前記実行準備性は、ディスパッチされる準備ができたステートおよびディスパッチされることから遅らせるステートを有する請求項35に記載の方法。
- 前記システム内の前記1つ以上のスレッドの前記実行準備性を管理する段階は、スレッドをディスパッチされる準備ができたステートからディスパッチされることから遅らせるステートに置く段階を有する請求項36に記載の方法。
- 前記1つ以上のバッファの前記複数のバッファ充満レベルをモニタする段階は、
潜在的なバッファアンダーフロー条件またはオーバーフロー条件を判断する段階、および
前記潜在的なバッファアンダーフロー条件またはオーバーフロー条件を避けるために前記システム内の利用可能な複数のリソースを変更するために前記システム内の1つ以上のコンポーネントを設定する段階
を有する請求項37に記載の方法。 - データおよび複数の命令を記憶するためのメモリと、
バス上で前記メモリに結合されたプロセッサであって、複数の命令を実行できるプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
前記メモリからの複数の命令のシーケンスを受信するバスユニットと、
前記バスユニットに結合された実行ユニットであって、複数の命令の前記シーケンスを実行する実行ユニットと
を有し、
複数の命令の前記シーケンスは、前記実行ユニットに、
システム内で実行中のアプリケーションのステートをモニタする手順であって、前記アプリケーションに関連した1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルをモニタすることを有する手順、
前記システム内の1つ以上のスレッドのディスパッチを制御する手順であって、前記システム内の少なくとも1つのスレッドは、前記アプリケーションに関連する手順、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび前記1つ以上のスレッドの前記ステートに少なくとも基づいて前記システム内の複数のリソースを管理する手順
を実行させるシステム。 - 前記システム内の前記1つ以上のスレッドの前記ディスパッチを制御する手順は、ディスパッチされる準備ができたスレッドをディスパッチされることから遅らせる手順を有する請求項39に記載のシステム。
- 複数の命令をさらに備え、
前記複数の命令は、前記実行ユニットに、
前記システムのマシンステートをモニタする手順であって、
前記システム内の利用可能な複数のリソースを決定する手順、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび前記1つ以上のスレッドの前記ステートに基づいて前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす手順または減らす手順
を有する手順を実行させる請求項39に記載のシステム。 - 前記複数のリソースは、複数の設定可能ハードウェアコンポーネントを有する請求項41に記載のシステム。
- 前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やす手順または減らす手順は、前記システム内の少なくとも前記1つ以上のプロセッサに適用される前記複数の周波数および前記複数の電圧を設定する手順を有する請求項41に記載のシステム。
- マルチスレッディングプロセッサ、および
前記マルチスレッディングプロセッサに結合されたリソースマネージャであって、
システム内で実行中のアプリケーションの複数のステートをモニタし、前記アプリケーションの前記複数のステートは、前記アプリケーションにより使用される1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルを有し、
実行準備性のために前記システム内の1つ以上のスレッドの複数のステートをさらにモニタし、前記システム内の前記アプリケーションの前記複数のステートおよび/または前記1つ以上のスレッドの前記複数のステートに依存して前記システム内の利用可能な複数のリソースを増やし、または減らすリソースマネージャ
を備えるシステム。 - 前記リソースマネージャは、他のスレッドの実行と続いて起こるスレッド実行とのオーバーラップを増やすために、スレッドの前記実行準備性をレディステートから待ち行列ステートに変更する請求項44に記載のシステム。
- 前記リソースマネージャは、スレッド実行がない場合、続いて起こるシステムアイドル時間を増やすために、スレッドの前記実行準備性をレディステートから待ち行列ステートに変更する請求項45に記載のシステム。
- 前記リソースマネージャは、前記1つ以上のバッファで生じるバッファアンダーフロー条件またはオーバーフロー条件を避けるために前記システム内の利用可能な前記複数のリソースを増やし、または減らす請求項46に記載のシステム。
- システム内で実行中のアプリケーションの複数のステートをモニタするロジックであって、前記アプリケーションの前記複数のステートは、前記アプリケーションにより使用される1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルを有するロジック、
実行準備性のために前記システム内の1つ以上のスレッドの複数のステートをモニタするロジック、および
前記システム内の前記アプリケーションの前記ステートおよび/または前記1つ以上のスレッドの前記複数のスレッドに基づいて前記システム内の利用可能な複数のリソースを調整するロジック
を備える装置。 - 他の実行中またはディスパッチされる準備ができたスレッドがないと判断される場合、スレッドの前記実行準備性をレディステートから待ち行列ステートに変換するロジックをさらに備える請求項48に記載の装置。
- 前記システム内の前記利用可能な複数のリソースを調整するロジックは、1つ以上のバッファの複数のバッファ充満レベルがクリティカル局面にあるかどうかを判断するロジックを含む請求項48に記載の装置。
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