基于Amdahl定律的异构多核密码处理器能效模型研究

作     者：李伟 郎俊豪 陈韬 南龙梅 LI Wei;LANG Jun-hao;CHEN Tao;NAN Long-mei

作者机构：战略支援部队信息工程大学河南郑州450000 

基　　金：国家自然科学基金(No.61404175) 河南省科技攻关项目(No.202102210116) 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2024年第52卷第3期

页      码：849-862页

摘      要：边缘计算安全的资源受限特征及各种新型密码技术的应用,对多核密码处理器的高能效、异构性提出需求,但当前尚缺乏相关的异构多核能效模型研究.本文基于扩展Amdahl定律,引入密码串并特征、异构多核结构、数据准备时间、动态电压频率调节等因素,将核划分空闲、活跃状态,建立异构多核密码处理器的能效模型.MATLAB仿真结果表明,数据准备时间占比小于10%时,对能效的负面影响大幅下降;固定电压,频率缩放会影响能效值大小;处理器核空闲/活跃能耗比例越小,能效值越大.架构上,固定异构核,同构核数量与密码任务最大并行度相等时能效值最大,最佳异构核数可由模型变化参数仿真得到;多任务调度执行上,流水与并发执行有利于能效值的进一步提升.多核密码处理器芯片板级测试结果表明,仿真结果与实测数据相关系数接近1,芯片实测的数据准备时间、电压频率缩放等因素的影响与仿真分析基本一致,验证了所提能效模型的有效性.该文重点从影响能效变化趋势因素上,为多核密码处理器异构、高能效设计提供一定的理论分析基础与建议.

主 题 词：密码处理器 多核处理器 异构 Amdahl定律 能效模型 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 0839[0839] 08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.12263/DZXB.20220839

馆 藏 号：203127613...