2、计算机处理器技术与调度算法的探索

计算机处理器技术与调度算法的探索

在计算机技术不断发展的今天，处理器技术和任务调度算法成为了提升计算机性能和能效的关键因素。本文将深入探讨异构处理器、移动性数学模型以及速度缩放管理温度等方面的内容。

异构处理器的优势与挑战

异构处理器是一种新兴且重要的技术，许多计算机架构师认为它将成为未来的主流架构设计。相较于相同处理器组成的架构，异构架构具有显著优势。它允许包含针对特定类型作业进行专门设计的处理器，并将作业分配给最适合的处理器。通常，异构架构由少量用于关键作业的高功率高性能处理器和大量用于不太关键作业的低功率低性能处理器组成。低功率处理器在单位能耗下的计算效率更高，且单位计算产生的热量更少。在给定面积和功率预算的情况下，异构设计能为标准工作负载提供更好的性能。

此外，即使原本设计为同构的处理器，在运行时也越来越可能呈现异构性。这主要是由于随着特征尺寸缩小，制造过程中的可变性增加，而且如果要求每个处理器/核心都完美无缺，制造良率将低得不可接受，若将整个芯片的性能降低到功能最差的处理器水平以实现处理器同构，又会导致显著的性能损失。因此，在多处理器/核心芯片中，一定程度的处理器异构性似乎是不可避免的。

异构处理器调度算法的研究

在调度功率异构多处理器方面，已有一些理论研究。有研究考虑了加权响应时间加能量的目标，并假设第i个处理器具有任意功率函数Pi(s)，指定了以速度s运行时的功耗。其中一个有趣的特殊情况是每个处理器i只能以速度si和功率Pi运行，这个特殊情况似乎涵盖了一般情况的大部分复杂性。

研究中提出了一种自然的贪心算法来将作业分配给处理器：新到达的作业被分配给使在线算法成本增加最小的处理器。然后使用另一种算法对各个