مصرف انرژی سیستم های اتوماسیون

مصرف انرژی حافظه ها برخلاف ماژول های سخت افزاری عمومی است اساساً مستقل از فعالیت ورودی. در واقع آنچه مهم است این است که آیا ما هستیم صرف نظر از مقدار ، مقداری را از حافظه می خوانند یا می نویسند

این ویژگی به شما امکان می دهد مصرف انرژی حافظه را کاملاً انتزاعی مدل کنید روش ، با آشکار کردن دو متغیر مستقل موثر بر آن: هزینه جایی که ctot تعداد کل دسترسی به حافظه است و ei هزینه هر یک است دسترسی به خاطر سادگی ، همه دسترسی ها را به یک اندازه اندازه می گیریم (یعنی انجام می دهیم.)

https://www.boschbuildingsolutions.com/xc/en/building-automation/?gclid=Cj0KCQiAh4j-BRCsARIsAGeV12AWDd8fY0SK-2ClQk_DcSRixtRgPKJsN5f08YSX2DaiO1gIl_CeGJ0aAhfMEALw_wcB

هزینه مطالعه را از هزینه نوشتن متمایز نکنید). معادله 1 دو مقداری را که می توانیم برای کاهش انرژی در نظر بگیریم ، نشان می دهد مصرف یک سیستم حافظه و در کل مقاله استفاده خواهد شد یک مرجع. بنابراین می توان تکنیک های کاهش انرژی حافظه را طبقه بندی کرد با توجه به اینکه متغیر بهینه شده است یک حافظه چند پورت به سادگی یک حافظه است که امکان همزمان چندگانه را فراهم می کند برای خواندن و نوشتن به هر مکانی در حافظه دسترسی پیدا می کند. خاطرات چند پورت به طور معمول به عنوان حافظه مشترک در طرح های چند پردازنده استفاده می شوند ، و به خصوص به عنوان بافرهای FIFO دو سر برای رابط اتوبوس یا برای بافر ویدئو / گرافیک. دسترسی های چندگانه همزمان با کپی کردن برخی از امکان پذیر است

منابع مورد نیاز برای دسترسی به سلول: آدرس و پین های داده ، کلمات ، و خطوط بیت. شکل 5.1 ساختار یک SRAM دو پورت معمولی را نشان می دهد سلول ، و به ویژه خط اضافی کلمه (با ترانزیستورهای مربوطه) و بیت خط اضافی در بعضی از دستگاه ها ، سربار اضافی نیز برای مدیریت همگام سازی مورد نیاز است

از نوشتن چندگانه در یک سلول ؛ این از طریق نوعی مدیریت می شود سمافر سخت افزاری که دسترسی های همزمان را سریال سازی می کند. افزایش پهنای باند ارائه شده توسط حافظه های چند پورت در حال حاضر است .

حافظه های چند پورت را می توان با انعطاف پذیری پورت ها نیز مشخص کرد. در برخی از دستگاه های حافظه ، برخی از درگاه ها می توانند تخصصی باشند ، به عنوان مثال ، آنها اجازه می دهند فقط نوعی دسترسی (خواندن یا نوشتن) مصرف انرژی حافظه های چند پورت به طور خطی با مقیاس مقیاس نمی گیرد

تعداد پورت ها به عنوان مثال ، هزینه انرژی برای دسترسی به یک پورت دوتایی حافظه بیش از دو برابر انرژی مورد نیاز برای دسترسی به a است

حافظه تک پورت در همان اندازه. ب) هنگامی که یک حافظه چند پورت به عنوان یک حافظه مشترک در یک پردازنده چندگانه استفاده می شود سیستم ، مواردی وجود دارد که همه پورتها به طور همزمان استفاده نمی شوند.

در حقیقت ممکن است این اتفاق بیفتد که الگوی دسترسی برنامه باشد اجازه نمی دهد مجموعه ای از دسترسی ها (از پردازنده ها) را به یک گروه تقسیم کنید دسترسی تک ، چند پورت. در این موارد ، باید این واقعیت را در نظر بگیریم که مصرف انرژی به طور خطی با تعداد پورتهایی که مقیاس دارند ، نیست

به طور همزمان قابل دسترسی هستند. به عنوان مثال ، هزینه انرژی برای دسترسی یک پورت واحد در حافظه دو پورت بزرگتر از پورت دسترسی به a است حافظه تک پورت در همان اندازه. با اشاره به مدل معادله 1 ، استفاده از حافظه های چند پورت ctot را کاهش می دهد ، اما این به معنای افزایش قابل توجه هزینه دسترسی است

قیمت مساحت افزایش یافته ، منابع سیم کشی و مصرف برق. زیرا از این سربار قابل توجه ، حافظه های چند پورت معمولاً به a محدود می شوند در واقع دسترسی P به طور موازی (به عنوان مثال ، در یک چرخه حافظه) را امکان پذیر می کند. بنابراین ، با انتخاب صحیح تعداد پورت های حافظه در مقابل تعداد پردازنده ها ، مسئله همگام سازی دسترسی های همزمان است

به راحتی قابل حل است. پذیرفتن حافظه های چند پورت اما بهای قابل توجهی دارد افزایش سطح ، منابع سیم کشی و مصرف انرژی. در از طرف دیگر ، به نظر می رسد تنها معماری مبتنی بر حافظه های چند پورت است گزینه مناسب در مواردی که بهینه سازی پهنای باند از اولویت مطلق برخوردار است.

بر اساس دسترسی حافظه ، یک بلوک حافظه را به چندین بلوک تقسیم می کنیم مشخصات ، در ابتدا توسط بنینی و همکاران پیشنهاد شد. [10] تکنیک آنها از این واقعیت سوits استفاده می کند که ، به دلیل موقعیت مکانی بالایی که توسط برنامه های جاسازی شده به نمایش گذاشته شده است ، توزیع منابع حافظه یکنواخت نیست. به عنوان یک نتیجه، برخی از مکانهای حافظه بیشتر از بقیه دسترسی خواهند داشت.

پارتیشن بندی با تقسیم فضای آدرس (ذخیره شده در یک بلوک حافظه یکپارچه) به فضاهای فرعی مجاور غیر همپوشانی (ذخیره شده) روی چندین بلوک حافظه کوچکتر).

در این کار ما یک معماری جایگزین برای حافظه مشترک ارائه می دهیم که از لحاظ پهنای باند ، مزایای رویکرد چند پورت را ترکیب می کند ، با مزایای مصرف انرژی و زمان دسترسی ، خاطرات تقسیم شده [5]. پیشنهاد ما استفاده از حافظه کوچک و تک پورت است بلوک به عنوان راهی برای دستیابی به پهنای باند حافظه همراه با کم تقاضای انرژی در طرح ما ، فضای آدرس دهی حافظه ترسیم شده است بانکهای تک پورت که به طور همزمان توسط پردازنده های مختلف قابل دسترسی هستند ، به طوری که برای بخش بزرگی از زمان اجرا رفتار یک دوگانه را تقلید می کند

حافظه بهره وری انرژی توسط دو واقعیت اعمال می شود: اول ، تک پورت بلوک ها دارای هزینه دسترسی به انرژی هستند که کمتر از هزینه های یکپارچه است (یا تک یا دو پورت) حافظه ؛ دوم ، نقشه برداری آدرس برنامه است ، و بنابراین داده های فرکانس دسترسی سلول برای تعیین بهینه استفاده می شود اندازه بلوک های حافظه بر اساس عبارات تحلیلی برای عملکرد و مصرف انرژی که اجازه می دهد تا معامله عملکرد انرژی را کشف کنیم ، ما به صورت تجربی ارائه می دهیم

کاهش مصرف انرژی به دلیل دو واقعیت حاصل می شود. اولین، هر بلوک کوچکتر از یکپارچه است و بنابراین دسترسی کمتری دارد هزینه (ویژه) دوم ، و بیشتر مرتبط ، هر بار فقط یکی از بلوک ها فعال است. با تقسیم صحیح فضای آدرس ، می توان به قسمت دسترسی داشت در اکثر مواقع کوچکترین بلوک ها را می گیرید و فقط گاهی به بزرگترین آنها دسترسی پیدا می کنید.

 

اجرای اصلی [10] از یک الگوریتم بازگشتی پیچیده استفاده می کند برای تعیین پارتیشن مطلوب با دانه دانه سازی دلخواه. در این کار خواهیم کرد ، ما از ایده آنها بهره خواهیم برد ، اما بدون استفاده از همان پارتیشن بندی موتور در حقیقت ، در مورد ما تقسیم بندی توسط دسترسی انجام می شود الگوهای بیش از یک پردازنده. پارتیشن بندی حافظه به طور خاص کاهش هزینه دسترسی ei را هدف قرار می دهد ، و ctot را تغییر نمی دهد ، زیرا الگوی دسترسی را تغییر نمی دهد

نتایج نشان می دهد که معماری جدید صرفه جویی در انرژی را به همان اندازه تضمین می کند 69٪ با توجه به پیکربندی حافظه دو پورت (54٪ با توجه به پایه ، معماری تک پورت) ، با بهبود قابل مقایسه پهنای باند حافظه. بقیه فصل به شرح زیر است. بخش 5.2 برخی از موارد را ارائه می دهد

مواد زمینه در مدل سازی انرژی حافظه ، حافظه های چند پورت ، و برنامه پارتیشن بندی حافظه بخش 5.3 نحوه تقسیم بندی را شرح می دهد از حافظه ها می توان برای دستیابی به یک معماری حافظه مشترک کم مصرف استفاده کرد.

بخش 5.4 مدلهای تحلیلی استفاده شده برای هدایت عملکرد انرژی را نشان می دهد موتور اکتشافی ، که در بخش 5.5 مورد بحث قرار گرفته است. بخش 5.6 نتایج بهینه سازی را برای مجموعه ای از برنامه های موازی استاندارد ارائه می دهد

آموزش مهندسی برق حافظه ,دسترسی ,پورت ,انرژی ,مصرف ,استفاده ,مصرف انرژی ,انرژی حافظه ,پهنای باند ,عنوان مثال ,برای دسترسی ,مصرف انرژی حافظه ,قابل دسترسی هستند منبع