动态电压调节技术在高性能计算领域的能效研究

J4 ›› 2012, Vol. 34 ›› Issue (8): 86-92.

动态电压调节技术在高性能计算领域的能效研究

易会战，罗兆成

（国防科学技术大学计算机学院，湖南长沙 410073）

收稿日期:2012-04-28 修回日期:2012-06-11 出版日期:2012-08-25 发布日期:2012-08-25
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（60903059，61003087和61170049）；国家科技重大专项资助项目（2009ZX01036001003001）；国家863计划资助项目（2012AA01A301，2012AA010903）

The Energy Efficiency of Dynamic Voltage Scaling in HighPerformance Computers

YI Huizhan,LUO Zhaocheng

（School of Computer Science,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China)

Received:2012-04-28 Revised:2012-06-11 Online:2012-08-25 Published:2012-08-25

摘要/Abstract

摘要：

功耗问题是未来高性能计算机系统性能提高面临的最突出问题之一，本文调查典型的低功耗技术动态电压调节应用于高性能计算机系统的有效性。建立了动态电压调节技术在高性能计算领域的能耗模型，提出了程序运行时钟能耗和真实能耗的概念。在三种典型的计算机系统上，使用智能功率仪表测试使用动态电压调节技术后的系统能耗，说明了动态电压调节技术在高性能计算领域节能降耗的有效性。

关键词: 动态电压调节, 低功耗, 高性能计算机, 功耗测试

Abstract:

In the future,effectively controlling power consumption becomes one of the key factors to increase the performance of highperformance computers,and we investigate whether one of the typical low power techniques,dynamic voltage scaling,can reduce energy consumption of highperformance computers effectively.In the paper we present an energy model of dynamic voltage scaling in highperformance computers,and put forward the concept of walltime energy consumption and real energy consumption.Using an intelligent power meter,we obtain the energy consumption of three computer systems in multiple voltages and frequencies,and then analyze the energy efficiency of dynamic voltage scaling in highperformance computers.As a result,we draw the conclusion that the technique of dynamic voltage scaling can reduce the energy consumption of highperformance computers effectively.

Key words: dynamic voltage scaling;low power;highperformance computer;power testing

易会战，罗兆成. 动态电压调节技术在高性能计算领域的能效研究[J]. J4, 2012, 34(8): 86-92.

YI Huizhan,LUO Zhaocheng. The Energy Efficiency of Dynamic Voltage Scaling in HighPerformance Computers[J]. J4, 2012, 34(8): 86-92.

[1]	陈一凡, 杨宇恒, 姜岩峰, 蔡孟冶. 基于可重构低功耗处理的高速乘法器设计[J]. 计算机工程与科学, 2026, 48(4): 608-616.
[2]	张云泉, 邓力, 袁良, 袁国兴. 2025年中国高性能计算机发展现状分析[J]. 计算机工程与科学, 2025, 47(12): 2091-2098.
[3]	许炜康, 孙岩, 张建民. 基于近似计算的脉冲神经网络加速器设计[J]. 计算机工程与科学, 2025, 47(10): 1737-1744.
[4]	赵千贺, 王锐, . ELPVO:基于I/O流水优化的超低功耗视觉里程计[J]. 计算机工程与科学, 2024, 46(5): 846-851.
[5]	刘汝霖, 杨惠, 李韬, 吕高锋, 孙志刚. 面向装备平台的敏捷交换芯片设计与实现[J]. 计算机工程与科学, 2024, 46(2): 200-208.
[6]	张云泉, 邓力, 袁良, 袁国兴. 2024年中国高性能计算机发展现状分析[J]. 计算机工程与科学, 2024, 46(12): 2091-2098.
[7]	史明川, 邹鸿基, 秦志楷, 李暾. 基于WCOJ的UPF供电状态分析器的设计与实现[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(6): 979-986.
[8]	朱英, 田增, 陈叶, 蒋毅飞, 李彦哲, 刘晓强. 一款高可靠嵌入式处理器芯片的设计[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(3): 390-397.
[9]	张云泉, 邓力, 袁良, 袁国兴. 2023年中国高性能计算机发展现状分析[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(12): 2091-2098.
[10]	袁远, 李世杰, 邢建英, 蒋句平. E级高性能计算机系统中监控分系统的挑战与设计[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(8): 1366-1375.
[11]	张华南, 金红, 王峰. 无线传感器网络节能探索与研究[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(2): 295-303.
[12]	袁国兴, 张云泉, 袁良. 2021年中国高性能计算机发展现状分析[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(12): 2091-2097.
[13]	袁国兴, 张云泉, 袁良. 2020年中国高性能计算机发展现状分析[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(12): 2103-2108.
[14]	赵奇奇. “魔方-3”高性能计算机运维管理平台设计与实现[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(10高性能专刊): 1807-1814.
[15]	袁国兴1，张云泉2，袁良2. 2019年中国高性能计算机发展现状分析[J]. 计算机工程与科学, 2019, 41(12): 2095-2100.