[计算机]面向任务信息的层次化存储DPM策略.pdfVIP

面向任务信息的层次化存储 DPM 策略 黄少珉 ，戚隆宁 ，杨 军 ，胡 晨 (1．东南大学国家专用集成 电路系统工程技术研究中心，南京 210096；2．东南大学集成电路学院，南京 210096) [摘要] 面向层次化存储的DPM策略利用数据缓冲区实现请求集 中从而延长PMC的空闲时间，可获得 比 传统策略更好的节能效果。在此基础上提出基于任务信息(taskinformationbased，TIB)的层次化存储 DPM策 略。TIB策略对任务的数据访 问模式进一步细分，通过修改存储访 问接 口获知任务数据访 问的模式，根据不 同模式决定预读与替换算法，使策略具有更好的节能意识。 [关键词] 数据缓冲区；任务信息；DPM；预读策略 [中图分类号] TP316 [文献标识码] A [文章编号] 1009—1742(2010)02—0083—07 其有更多机会进入低功耗模式以节约能量，被称为 1 前言 面 向层次化存储 的 DPM。利用数据缓冲 区与存储 Cache将对硬盘等高功耗存储设备的服务请求集 嵌入式系统功能与结构的 日益复杂使得系统的 中，便是此类研究中的典型。文献 [6]基于缓冲区 功耗不断增长。过去低功耗研究工作将重点放在降 动态分组 (dynamicgroupingofdatabuffer，DGDB)的 低处理器功耗上。在面向影像、视频等的应用中，能 策略考虑了多任务环境下的数据访 问特性，解决了 耗的主要来源是对存储器的频繁访 问 。文献 之前基于缓冲区的层次化存储 DPM策略的固有 问 [3]的研究表明，在具有硬盘的计算机系统中，硬盘 题。在此基础上，对系统任务的数据访 问模式进行 消耗了超过20％的总能量 。闪存往往被认为是功 划分，并将分类信息引入策略，提出基于任务信息 耗较低的非易失存储器件 ，然而对其进行写操作的 (taskinformationbased，TIB)的层次化存储 DPM策 功耗要远高于读操作的功耗_4J。读写功耗的差异 略(以下简称 TIB策略)。任务信息对缓冲区预读 性使得在写操作所 占比例较高的应用场合，闪存功 以及块替换算法产生影响，使TIB策略具有更好的 耗并不能被忽视。因此，嵌人式系统中存储系统功 节能效果 。 耗在总功耗 中所占比例较大，降低存储系统功耗对 2 TIB策略的总体结构 于降低系统整体功耗至关重要。 动态 功耗 管理 (dynamicpowermanagement， 2．1 TIB与 DGDB DPM)是一种有效的系统级功耗优化技术 ，通过观 在 DGDB策略中，任务只向策略模块发出请求 察负载情况有选择性的将设备设置为低功耗模式以 而不提供任何信息，任务并不知道策略的存在。这 达到降低功耗的目的 。在面向存储系统的DPM 是DGDB策略的一个优势，因为在实施该策略的系 研究中，利用存储系统层次结构中各层设备的差异 ， 统中，应用程序无须为策略进行修改。与此 同时， 将较高功耗设备 的服务请求向较低功耗设备转移 ， DGDB策略在数据预读与缓冲区块替换上 的处理也 从而为较高功耗设备创造出更长的空闲时间，以使 是相对粗糙的。由于无法了解不同任务数据访 问的 [收稿 日期] 2008一i1—11；修 回日期 2009—10—26 【基金项 目] 国家 自然科学基金资助项 目 [作者简介] 胡 晨 (1967一)，男，江苏南京市人 ，东南大学国家专用集成电器系统工程技术研究中心教授，研究方向为嵌入式系统； E—mail：hc@ Sel1．edu．CB