Consumo de energía del procesador: ¿Cubic en MIPS o lineal en la utilización de la CPU?

0

Me he encontrado con dos tipos de fórmulas para calcular el consumo de energía de un servidor. A continuación describo mi comprensión (corríjala si es necesario):

  • Cúbico en millones de instrucciones por segundo (MIPS): si se permite DVFS, la siguiente fórmula suele aparecer en la literatura:

    \ $ P = c \ cdot V ^ 2 \ cdot f + P_S \ $,

    donde \ $ f \ $ es la frecuencia, \ $ V \ $ la tensión de alimentación, \ $ c \ $ una constante y \ $ P_S \ $ la disipación de potencia estática. Como la frecuencia suele ser proporcional a la tensión de alimentación y como la frecuencia se mide en MILP, obtenemos una función de potencia cúbica en términos de MIPS:

    \ $ P = c '\ cdot V ^ 3 + P_S. \ $

    Referencia:

    enlace

  • Lineal en la utilización de la CPU: el consumo de energía de un servidor viene dado por

    \ $ P = P_ {min} + (P_ {max} - P_ {min}) \ cdot U, \ $

    donde \ $ U \ $ es la utilización actual de la CPU y \ $ P_ {min} \ $ respectivamente \ $ P_ {min} \ $ es el consumo de energía cuando el sistema está inactivo, respectivamente, totalmente utilizado.

    Referencia (hay muchas otras):

    enlace

Mis preguntas:

  • ¿Mi entendimiento es correcto?

  • Según mi entendimiento, cuanto más altos son los MIPS, mayor es la utilización de la CPU (¿es esta relación lineal?). ¿Cómo encajan entonces las fórmulas cúbicas y lineales? Para mí es contradictorio que tengo una función lineal y cúbica para calcular el consumo de energía.

  • Mi conjetura: la fórmula cúbica se aplica a los servidores que habilitan DVFS, mientras que la fórmula lineal se aplica a los servidores que no habilitan DVFS, es decir, con una frecuencia fija. ¿Puede alguien confirmar / refutar mi conjetura con una referencia?

Realmente necesito entender este problema y también necesito referencias para mi investigación.

    
pregunta BJPrim

2 respuestas

1

Uno de ellos es una manzana y el otro una naranja.

Los sistemas con DVFS pueden variar su rendimiento en MIPS, sí. Sin embargo, la escala de frecuencia no es exógena, sino que está impulsada por el propio sistema en respuesta a diversos factores, que generalmente incluyen la utilización y la temperatura.

La utilización varía entre 0 y 1. La segunda fórmula se aplica independientemente de que tenga DVFS activado, pero tanto Pmax como Pmin varían ligeramente de acuerdo con la primera fórmula.

Por lo tanto, para utilizar realmente ambas cosas, debe comprender cómo varía el sistema según la utilización, lo que puede ser difícil de descubrir.

(Otros hechos pueden complicar la imagen, como ARM grande / pequeño u otros sistemas para encender y apagar núcleos completos en respuesta a la carga).

    
respondido por el pjc50
0

Se puede pensar en un chip digital como un montón de condensador pequeño, cada uno drenado y cargado hasta V, f veces por segundo.

La energía necesaria para cada carga es de 0.5 x c x V2. O la energía total en un segundo es c V2 x f.

Tenga en cuenta que c (en su mayoría, carga de compuerta) es una función de V, típicamente monotónica pero no lineal.

Eso debería ponerte en el mismo campo de juego.

    
respondido por el dannyf

Lea otras preguntas en las etiquetas