유효 작업부하를 이용한 Energy aware scheduler 와 DVFS 기법

리눅스 시스템에서 CPU 스케줄러는 에너지 소모에 대한 고려보다는 최적의 성능을 위해서 설계되었다. Linaro 는 CPU스케줄러 및 DVFS 에서 에너지 소비를 최적화 하고자 EAS(energy aware scheduler)를 제안하며 현재 개발하고 있다. EAS 는 에너지 소비를 감소시키는 기술로 에너지 소비량을 측정·예측할 수 있는 에너지 모델과 CPU 가버너를 포함하고 있다. 에너지 모델은 스케줄링 결정에 따른 각각의 경우에 에너지 소모량을 계산할 수 있으며 CPU 가버너는 스케줄링 이벤트마다 CPU 의 작업부하에 따라 동작속도를 결정한다. CPU 작업부하에서 CPU 가 메모리에 작업요청 후 대기하는 시간을 제외한 실제로 수행한 시간만을 계산하여 CPU 가버너가 동작속도를 결정할 때 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 EAS 의 에너지 모델과 스케줄링 기법 및 CPU 가버너를 이용하고 CPU 에 가해지는 순수 작업부하인 유효 작업부하를 계산하여 이를 기준으로 GTS 를 확장한 스케줄링과 DVFS 기법을 제안한다. 그리고 제안한 스케줄링과 DVFS 기법을 Hardkernel 사의 Odroid-XU3 보드에 구현하고 CPU, GPU, 메모리 벤치마크 실험을 진행한 후 기존 리눅스시스템의 스케줄러, DVFS 와 성능 및 에너지 소비량을 비교하였다. 실험 결과 성능은 최대 1.8% 하락을 보였으며, 에너지는 최대 13.1%를 절약하는 것을 보여주었다.