ارائه یک الگوریتم کاهش مصرف انرژی با هدف قابلیت اطمینان در پردازنده‌های چندگانه در محیط محاسبات ابری

Abstract

زمان‌بندی وظایف با محدودیت زمان و انرژی در محیط‌های چند پردازنده‌ای با سطوح مختلف فرکانس به عنوان یک مسئله بهینه‌سازی مهم در رایانش ابری مطرح است. به‌علاوه یک پردازنده که با فرکانس کاهش‌یافته کار می‌کند، به‌طور پویا باعث افزایش خرابی‌هایی می‌شود که این امر باعث ضعیف شدن قابلیت اطمینان برنامه‌های کاربردی می‌شود. قابلیت اطمینان یک عنصر مهم از شایستگی سیستم است و باید در برنامه‌های کاربردی امنیتی مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله مسئله زمان‌بندی وظایف در چندین پردازنده با هدف کاهش مصرف انرژی و افزایش قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از چند پردازنده‌ای و تکنولوژی مقیاس‌بندی ولتاژ و فرکانس پویا (DVFS) می‌توان سطح فرکانس پردازنده را تا حد امکان پایین آورد و در نتیجه ولتاژ مصرفی آن پردازنده را کاهش داد. در اینجا یک الگوریتم دو مرحله‌ای برای به حداقل رساندن مصرف انرژی با هدف قابلیت اطمینان در پردازنده‌های چندگانه ارائه می‌شود. مرحله اول برای تخصیص اولیه و مرحله دوم برای ارضاء هدف قابلیت اطمینان و بهبود بهره‌وری انرژی است. به‌طور خاص، هنگامی که هدف قابلیت اطمینان نرم افزار از طریق تخصیص اولیه نمی‌تواند به‌دست آید، بر اساس ضریب اطمینان فعلی تعریف شده‌ی ما، یک الگوریتم بهبودیافته طراحی می‌شود که می‌تواند هدف قابلیت اطمینان را ارضاء کند. الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم‌های موجود مقایسه شد. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی مصرف انرژی کمتری دارد درحالی‌که هدف قابلیت اطمینان برنامه‌های کاربردی را نیز برآورده می‌کند.