Towards performance counter based power modeling - RISC-V ISA Use Case

Αλεξανδρής, Γεώργιος; Alexandris, Georgios

dc.contributor.author	Αλεξανδρής, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Alexandris, Georgios	en
dc.date.accessioned	2024-09-02T09:24:32Z
dc.date.available	2024-09-02T09:24:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60084
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27780
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εξαγωγή χαρακτηριστικών	el
dc.subject	Μετρητές απόδοσης	el
dc.subject	Μοντέλο ενέργειας	el
dc.subject	Χρονολογική σειρά	el
dc.subject	Feature extraction	en
dc.subject	Performance counters	en
dc.subject	Power modeling	en
dc.subject	RISC- V	en
dc.subject	Time series	el
dc.title	Towards performance counter based power modeling - RISC-V ISA Use Case	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μοντελοποίηση Ισχύος	el
heal.classification	Power Modeling	en
heal.classification	RISC-V	en
heal.classification	Embedded Systems	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-04-09
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια, οι ενεργειακές ανάγκες ενός τυπικού συστήματος γίνονται όλο και μεγαλύτερες. Σε αυτή την κατάσταση κλιμάκωσης, η ανάγκη διαχείρισης της ισχύος έχει καταστεί αναγκαιότητα, με σχεδόν όλες τις οικογένειες μικροελεγκτών να υλοποιούν ένα μοντέλο ισχύος που μπορεί να προβλέψει και, κατά συνέπεια, να διαχειριστεί επίσης την κατανάλωση ισχύος κατά την εκτέλεση μιας εφαρμογής. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία προτείνουμε μια μέτρηση της απόδοσης ισχύος κοντά στο υλικό ενός SoC που βασίζεται σε RISC-V ISA και ονομάζεται RocketChip, το οποίο εξομοιώνεται στην αναπτυξιακή πλακέτα ZC706 FPGA, χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο επικοινωνίας με τον πυρήνα ARM του Zynq SoC και καταφέρνοντας να μεταφέρουμε τα δεδομένα απόδοσης χρησιμοποιώντας τις λίστες FIFO που υλοποιεί αυτό το πρωτόκολλο. Με τα δεδομένα που αποκτήθηκαν από αυτή την τεχνική μέτρησης χρησιμοποιούμε τη συσχέτιση Spearman και εκτελώντας στατική (τυπική) και διασταυρούμενη συσχέτιση με τα δεδομένα που αποκτήθηκαν από 10 διαφορετικά benchmarks, καθώς και δύο διαφορετικούς τρόπους αφαίρεσης θορύβου (΄Αθροισμα Κινούμενου Παραθύρου και Γκαουσιανό Φίλτρο), καταφέρνουμε να παρατηρήσουμε τους περιορισμούς που πρέπει να έχει ένα μοντέλο ισχύος, οι οποίοι είναι ένας ειδικός για την εφαρμογή χαρακτήρας, πρέπει να είναι διαδοχικό και να ανιχνεύει μη γραμμικές συμπεριφορές, να έχει μνήμη των προ- ηγούμενων γεγονότων ισχύος-απόδοσης και να είναι κλιμακούμενο μεταξύ διαφορετικών διαμορφώσεων και συχνοτήτων. Τέλος, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι οι ήδη υλοποιημένοι μετρητές απόδοσης του RocketChip πρέπει να επεκταθούν προκειμένου να καλύψουν περισσότερα δομικά στοιχεία του συστήμα- τος SoC.	el
heal.abstract	Over the last few years, the energy needs of a typical system are getting bigger. In this scaling situation the need of power management has become a necessity, with almost all the microcontroller families implementing a power model which can predict and, as a result, also manage the power consumption of a end application execution. In this thesis, we propose a close to hardware power-performance measurement of a RISC-V ISA based SoC called RocketChip, which is emulated in the ZC706 FPGA development board, by using the communication protocol with the ARM core of the Zynq SoC and managing to transfer the performance data using the FIFO lists which this protocol implements. With the data gained of this measurement technique we use Spearman correlation and performing static (typical) and cross-correlation with the data gained form 10 different benchmarks, as well as two different denoising algorithms (Rolling Average and Gaussian Filter), we manage to observe the constrains a power model should, which are an application-specific character, it needs to be sequential and to detect non-linear behaviors, to have memory of the past power-performance events and to be scalable among different configurations and frequencies. Finally we came to a conclusion that the already implemented performance counters of the RocketChip need to be expanded in order to cover more building blocks of the SoC system.	en
heal.advisorName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσανάκας, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Ξύδης, Σωτήριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	105 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false