集群環(huán)境中基于能量優(yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度機(jī)制研究.pdf

1、近些年TOP500的報(bào)告顯示，集群所占的比例越來越大，集群系統(tǒng)已成為高性能計(jì)算的主流平臺。隨著處理器硬件的日益成熟和高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，集群已經(jīng)廣泛而深入地應(yīng)用到工業(yè)界。集群提供強(qiáng)大的計(jì)算能力的同時也帶來了能量危機(jī)。高性能計(jì)算已經(jīng)出現(xiàn)能量危機(jī)，能耗問題已經(jīng)成為集群技術(shù)發(fā)展的一個瓶頸之一。調(diào)度問題一直是任務(wù)調(diào)度研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，調(diào)度機(jī)制對于集群的性能至關(guān)重要。設(shè)計(jì)出基于能量優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法成為緩解數(shù)據(jù)中心能量危機(jī)的一種行之有效的方法。

2、>　　 本文提出了集群環(huán)境中基于能量優(yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度算法。主要研究內(nèi)容包括：⑴構(gòu)建同構(gòu)集群數(shù)學(xué)模型、DAG(Directed Acyclic Graph)圖任務(wù)模型和能耗模型，計(jì)算算法重要參數(shù)，提出同構(gòu)集群環(huán)境中基于能量優(yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度算法EATCS(Energy-Aware Task Clustering Scheduling)。研究處理機(jī)類型、網(wǎng)絡(luò)連接類型和CCR(Communication-to-Computation Ra

3、tio)值對能耗的影響。將EATCS算法與過去的TDS(Task Duplication Scheduling)和PEBD(PerformanceEnergy Balance task Duplication)調(diào)度算法在同一實(shí)驗(yàn)場景下進(jìn)行能耗比較。⑵構(gòu)建異構(gòu)集群模型、DAG圖任務(wù)模型和能耗模型，計(jì)算算法重要參數(shù)，提出異構(gòu)集群環(huán)境中基于能量優(yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度算法EETCS(Energy-Efficient Task Clustering

4、Scheduling)。利用simgrid模擬器模擬異構(gòu)集群環(huán)境，研究CCR值、節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性和網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性對能耗的影響。在同一實(shí)驗(yàn)場景下比較EETCS算法、TDS和NDS(Non-Duplication Scheduling)算法的能耗。⑶為了驗(yàn)證改進(jìn)的調(diào)度算法的有效性，將改進(jìn)后的調(diào)度算法應(yīng)用到高斯消去和快速傅里葉變換等經(jīng)典應(yīng)用程序，通過對比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：改進(jìn)后的算法在不影響性能的情況下，比原有調(diào)度算法在能量消耗方面具有更好的優(yōu)越性