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인용수 16
·2017
Synergistic CPU-GPU Frequency Capping for Energy-Efficient Mobile Games
Jurn-Gyu Park, Chen-Ying Hsieh, Nikil Dutt, Sung-Soo Lim
ACM Transactions on Embedded Computing Systems
초록

이동형 플랫폼은 그래픽 집약적 애플리케이션, 예를 들어 모바일 게임에서 고성능을 달성하기 위해 서로 차별화된 처리 코어와 GPU를 갖춘 이종 다중처리기 시스템온칩(Heterogeneous Multiprocessor Systems-on-Chip, HMPSoCs)을 점점 더 많이 활용하고 있다. 전통적으로 에너지 효율을 위해 동적 전압 주파수 스케일링(Dynamic Voltage Frequency Scaling, DVFS) 방식으로 CPU 및 GPU 각각에 대해 별도의 거버너(governor)를 배치하지만, DVFS를 시스템 수준에서 조율하여 추가적인 에너지 절감 기회를 포착하는 데에는 한계가 있다. 본 연구는 협력적 CPU-GPU DVFS 전략( Co-Cap )을 제안하며, 이는 CPU와 GPU의 주파수 상한(frequency capping)을 상호 시너지적으로 적용함으로써 주파수 과잉 할당을 방지하면서도 원하는 성능을 유지하는 방식으로 에너지 효율적인 CPU 및 GPU DVFS를 오케스트레이션한다. Co-Cap은 전통적 접근이 특정 소수의 모바일 게임에만 초점을 맞추는 것과 달리, 다양한 마이크로벤치마크 및 모바일 게임 전반에 적용 가능하다. 본 방법론은 주파수 상한 테이블에 대한 평가를 포함하는 세밀한 정련(refinement) 단계로 구성된 체계적 학습 단계와, 이후 배치(deployment) 단계를 사용한다. 이를 통해 다양한 그래픽 부하를 갖는 폭넓은 마이크로벤치마크 및 모바일 게임에 대해 배치가 가능해진다. 200개가 넘는 마이크로벤치마크 세트와 40개 모바일 게임을 대상으로 한 다수의 실험 결과에 따르면, Co-Cap은 프레임당 에너지 소모를 평균 8.9%(최대 18.3%) 및 7.8%(최대 27.6%), (CPU 지배적 애플리케이션에서는 16.6% 및 15.7%) 개선하며, 학습 및 배치 세트에서 각각 초당 프레임 수(FPS) 손실을 평균 0.9%와 0.85%(CPU 지배적 애플리케이션에서는 1.3% 및 1.5%)로 최소화한다. 이는 기본 CPU 및 GPU 거버너에 비해 성능 저하가 매우 작으며, ODROID-XU3 플랫폼에서 실행 시간과 전력 소모에 대한 오버헤드는 미미한 수준이다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
Computer scienceFrequency scalingOverhead (engineering)Central processing unitCPU shieldingEfficient energy useEmbedded systemMobile deviceEnergy consumptionFrame rate
타입
Article
IF / 인용수
- / 16
게재 연도
2017