高性能计算中一种改进的数据访问节能技术研究

针对现有磁盘功率管理方法无法处理高能耗并行应用的短空闲周期、大规模的代码更改和能耗开销较大等问题,提出了一种面向编译器的数据访问调度技术。该技术包括两个阶段:在第一阶段,编译器分析并行应用程序,提取磁盘访问模式,然后生成调度表;在第二阶段,"数据访问调度器"根据调度表进行数据访问。与先前基于软件的策略相比,所提方法不需要改变代码或数据结构。实验评估结果表明,对于数据密集型工作负载,所提方法可以有效提升节能效果,节能率从5.5%上升到11.8%,从而增加了磁盘降速策略对数据密集型高性能计算的可行性。此外,它也将多速磁盘的节能效果从12.7%增加到了27.6%。

一种面向编译器的数据访问节能技术研究

当前针对磁盘功率管理的大部分研究都是把重点放在磁盘空闲周期的利用上;人们相继研究了硬件功率节约机制(比如降速磁盘和多速磁盘)和补充性的软件策略(比如改变代码和数据布局,以提高空闲周期的长度);然而,硬件功率节约机制无法处理高能耗并行应用的短空闲周期,而代码/数据重组策略往往要求大规模的代码更改;提出一种面向编译器的数据访问(I/O调用)调度技术,以节约磁盘能量,在更短的周期内聚集了尽可能多的数据请求,进而延长了磁盘空闲周期,提升硬件功率管理机制的有效性;与先前基于软件的策略相比,该技术不需重组代码或数据;在基于集群的仿真环境下结合6种应用程序对该方法进行评估;结果表明,该方法提升了降速磁盘和多速磁盘的性能,将功率节约平均效果提升了一倍。