1、微處理器設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致了芯片上更大密度的晶體管數(shù)量以及更高的性能，處理器的功耗也隨著晶體管密度的增加而增大，但日益增加的功耗和不斷積累的芯片熱量也造成越來(lái)越嚴(yán)重的散熱問(wèn)題。芯片上的高溫不僅降低了處理器的可用性，縮短了處理器的生命周期，還增加了冷卻處理器的成本，近些年來(lái)隨著單芯片多處理器（CMP），多線程處理器（SMT）以及對(duì)稱多處理器（SMP）的出現(xiàn)，使得單個(gè)芯片上晶體管的密度更大，功耗問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。多種多樣的用來(lái)運(yùn)行時(shí)熱量控制

2、的動(dòng)態(tài)熱量管理（DTM）技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。然而，這些技術(shù)只單純考慮了處理器的溫度卻沒(méi)有考慮到運(yùn)行在處理器上的各種各樣的任務(wù)的熱量特征。基于硬件架構(gòu)級(jí)的熱量控制技術(shù)通過(guò)在處理器上增加溫度控制單元來(lái)監(jiān)控處理器溫度，在處理器溫度超過(guò)閾值是降低處理器速度來(lái)對(duì)處理器降溫，但同時(shí)也降低了處理器的性能。另外，基于操作系統(tǒng)層面的溫度控制方法也越來(lái)越多，而且比架構(gòu)級(jí)溫度控制更加的靈活，本人在前人的工作基礎(chǔ)上提出了在操作系統(tǒng)級(jí)別通過(guò)對(duì)任務(wù)調(diào)度器的優(yōu)化來(lái)進(jìn)行熱量

3、控制。本文在基于Linux內(nèi)核中的默認(rèn)輪詢調(diào)度器的基礎(chǔ)上，增加了任務(wù)溫度特征的在線采集模塊，并以所采集數(shù)據(jù)為元數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向任務(wù)的基于溫度感知的任務(wù)調(diào)度器，這個(gè)調(diào)度器綜合任務(wù)本身的動(dòng)態(tài)溫度特征、運(yùn)行時(shí)負(fù)載的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及芯片上的實(shí)時(shí)溫度統(tǒng)計(jì)來(lái)決定處理器上的哪一個(gè)應(yīng)用會(huì)被調(diào)度以及是否需要進(jìn)行時(shí)間片動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。本文以IntelCoreSolo處理器作為硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了此調(diào)度器，并從Mibench和SPEC2000測(cè)試應(yīng)用集合中挑了16個(gè)

4、具有代表性的應(yīng)用來(lái)評(píng)估此調(diào)度器。與Linux默認(rèn)的調(diào)度器相比，傳統(tǒng)的基于溫度感知的調(diào)度器對(duì)于芯片的平均溫度和峰值溫度改進(jìn)非常有限，但本文所提出的面向應(yīng)用的溫度感知的調(diào)度器將平均溫度平均減少了2℃，為正常溫度的5％（最多到3℃，為正常溫度的10％），并將峰值溫度平均減少了1℃（最多到2℃)，而所付出的代價(jià)幾乎可以忽略，很好的降低了處理器的功耗以及芯片上的溫度。主要工作包括：
　　 ⑴總結(jié)了現(xiàn)代處理器的發(fā)展歷程，并闡述了在處理器的頻

5、率遵循摩爾定律飛速發(fā)展的同時(shí)，處理器所產(chǎn)生的熱量也越來(lái)越大，并逐漸成為一個(gè)影響處理器性能的主要原因，對(duì)現(xiàn)代處理器的發(fā)展提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，如何在不損失處理器性能的情況下減少處理器的所產(chǎn)生的熱量的必要性。并介紹了相關(guān)領(lǐng)域所研究的成果，分析了當(dāng)前的研究成果的優(yōu)勢(shì)以及不足，介紹了從操作系統(tǒng)的層面對(duì)任務(wù)調(diào)度器的改進(jìn)來(lái)降低處理器的功耗是一個(gè)非常靈活有效的方案。
　　 ⑵介紹了現(xiàn)代處理器中的一種特殊的硬件監(jiān)測(cè)電路PMU（PerformanceM

6、onitoringUnit，硬件監(jiān)測(cè)單元），利用PMU來(lái)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)處理器中的底層硬件操作相關(guān)的事件，以及如何通過(guò)所統(tǒng)計(jì)出來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)估算每個(gè)任務(wù)的溫度特征，在Linux操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了在線統(tǒng)計(jì)PMU中不同事件的數(shù)據(jù)模塊，利用所統(tǒng)計(jì)出來(lái)的數(shù)據(jù)可以用來(lái)指導(dǎo)任務(wù)調(diào)度器制定調(diào)度策略。
　　 ⑶提出了一種面向任務(wù)的基于溫度感知的任務(wù)調(diào)度算法和時(shí)間片動(dòng)態(tài)調(diào)整算法，在Linux操作系統(tǒng)默認(rèn)的任務(wù)調(diào)度器的基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了該溫度感知的任務(wù)調(diào)度算法