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同构DVS集群中基于自适应阈值的并行任务节能调度算法
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP312[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学计算机科学与技术学院,武汉430063, [2]武汉大学软件工程国家重点实验室,武汉430072, [3]同济大学嵌入式系统与服务计算教育部重点实验室,上海200092, [4]同济大学计算机科学与技术系,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(61202173,61272107,61103068); 高等学校博士学科点专项科研基金(20090072110035,20110072120017); 武汉大学软件工程国家重点实验室开放基金(SKLSE20080720,SKLSE2012-09-29); 同济大学嵌入式系统与服务计算教育部重点实验室开放基金资助
中文摘要:

目前,高能效的并行任务调度算法设计已经成为集群系统的研究热点.现有基于复制的节能调度算法主要利用阈值平衡系统的性能和能耗,但随机设置的阈值无法根据性能需求和环境参数等特征自动调节,导致调度算法存在一定的局限性.文中提出一种面向同构集群系统的两阶段节能调度算法ATES(Adaptive Threshold-basedEnergy-efficient Scheduling).首先,设计一种基于自适应阈值的任务复制策略,该策略能够自动计算最佳阈值,利用该阈值获取近似最优的任务分组.然后,将各分组任务调度到支持DVS的处理器上,并充分利用任务之间的空闲时间降低处理器电压.该算法将任务复制策略与电压调节技术有机结合,在调度过程中能够自动调整阈值,有效提高调度算法的能效.为了验证ATES算法的合理性,通过典型应用进行仿真实验,并与常见任务调度算法进行比较,结果表明ATES算法能够更好地实现性能和能耗之间的平衡.

英文摘要:

Increasing attention has been directly towards the energy efficient scheduling algo- rithms for parallel applications in high performance clusters. The existing duplication-based ener- gy scheduling algorithms mainly leverage a threshold to balance system performance and energy consumption. However, the threshold is given randomly which cannot flexibly adapt to the clus- ter system and application performance requirements, thus making the ideal energy efficient scheduling results. In this paper, we propose a novel two-phase Adaptive Threshold-based Energy- efficient Scheduling algorithm fATES). At first, we propose an adaptive threshold-based task duplication strategy, which can obtain an optimal tnresnom. It then leverages the optimal threshold to balance schedule lengths and energy savings by selectively replicating predecessor of a task. Therefore, the proposed task duplication strategy can get the suboptimal task groups. Then, it schedules the groups on the DVS-enabled processors to reduce processor energy whenever tasks have slack time due to task dependencies. The algorithm combines DVS(Dynamic Voltage Scal- ing) technique with adaptive threshold-based task duplication strategy. It justifies the threshold automatically to improve the energy efficiency of the scheduling algorithm. To illustrate the effec- tiveness of ATES, we simulate the real-world applications and compare ATES with the other four common task scheduling algorithms. Extensive experiment results show that our algorithm can much effectively balance schedule lengths and energy savings.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433