Taktování moderních procesorů s ohledem na výkon, spotřebu a teplotu

Abstract

Táto práca rieši problematiku závislosti - celkovej doby výpočtu, spotreby energie a teploty - na pracovnej frekvencií serverového procesora. V teoretickej časti je popísaná architektúra použitého procesora, sada benchmarkov a druhy algoritmov. Praktická časť je zameraná na testovanie navrhnutej sady benchmarkov (násobenie matíc, quicksort, výpočet PI, Ackermannova funkcia, LAMMPS, PMBW, Linpack). Sada benchmarkov pozostáva z jednovláknových a paralelných algoritmov. Testovanie prebiehalo pri nastavení troch rôznych frekvencií CPU a pri spustení paralelných benchmarkov na rôznom počte výpočtových vlákien. Pri každom teste boli zaznamenávaná údaje o spotrebe CPU a RAM. V práci je zohľadnený vplyv paralelizácie na spotrebu energie a na čas výpočtu. Získané údaje sú zhrnuté do tabuliek a grafov. Výsledkom práce je zhodnotenie vhodnosti konfigurácie CPU s ohľadom na čas výpočtu a spotrebu energie, pre jednotlivé benchmarky. Zo získaných výsledkov vyplýva, že vhodnosť použitej frekvencie CPU je závislá od charakteru výpočtového problému, a tiež od požiadavky pre dosiahnutie najlepšieho času, alebo spotreby.

This thesis analyzes the dependency of performance, power consumption and temperature on processor frequency. Theoretical part discusses the processor architecture, benchmarks and algorithm types. Experimental part is focused on benchmarks - matrix multiplication, Quicksort, PI number calculation, Ackermann function, LAMMPS, PMBW, Linpack. This set of benchmarks includes both single-threaded and multi-threaded algorithms. Testing consist of three different settings of processor frequency. Multi-threaded benchmarks using different number of threads. Informations regarding the power consumption of CPU and RAM were recorded during these tests. Every test logs his running time. The impact of parallelization on power consumption and runtime is also reflected. Results from the tests are shown in charts and tables. The proper configuration of CPU for each given algorithm is analyzed in conclusion.