ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تطوير تقنية هجينة للإدارة الديناميكية للطاقة في المعالجات متعددة النوى

Developing a Hybrid Technique for Dynamic Power Management in multicore processors

1612   0   17   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

أدى تطور التكنولوجيا إلى تحسن كبير في أداء الحاسبات و الأجهزة المحمولة و ترافق ذلك مع ازدياد في استهلاك الطاقة مما جعل الاهتمام بإدارة استهلاك الطاقة أمر ضروري. يعد المعالج من ضمن العناصر الأكثر استهلاكا للطاقة لذلك يهدف البحث إلى تطوير تقنية جديدة لإدارة الطاقة في المعالجات متعددة النوى التي تدعم مختلف الأجهزة الإلكترونية حاليا, مع الإشارة إلى أن إدارة الطاقة تعد من الأمور الهامة في إطار الأبحاث العلمية المتعلقة بالمعالجات متعددة النوى لأنها تحقق التوازن بين متطلبات الاداء العالي للمعالج و تأثير الاستهلاك المتزايد للطاقة فيه و التأثيرات الحرارية المرافقة و أثرها على موثوقية النظام. تطرق البحث إلى عدة تقنيات مثل (التدرج الديناميكي للجهد و التردد (DVFS), النوى غير المتناظرة, حركة سلاسل التعليمات , النوى متغيرة الحجم, دمج النوى) و تم وضع جدول مقارنة بين هذه التقنيات يبين الميزات السلبية و الإيجابية لكل منها و بنتيجة البحث تم اقتراح تقنية هجينة تستفيد من أهم خصائص التقنيات المدروسة دون أن تتعارض فيما بينها.


ملخص البحث
يتناول البحث الذي قدمه الدكتور محمد حجازية ويوسف نتيفة تطوير تقنية هجينة لإدارة الطاقة الديناميكية في المعالجات متعددة النوى. يوضح البحث أن التطور التكنولوجي أدى إلى تحسين كبير في أداء الأجهزة المحمولة والحاسبات، مما زاد من استهلاك الطاقة وجعل إدارة الطاقة أمرًا ضروريًا. يركز البحث على المعالجات متعددة النوى، التي تعد من أكثر العناصر استهلاكًا للطاقة في الأنظمة الإلكترونية الحديثة. يستعرض البحث عدة تقنيات لإدارة الطاقة مثل التدرج الديناميكي للجهد والتردد (DVFS)، النوى غير المتناظرة، حركة سلاسل التعليمات، النوى متغيرة الحجم، ودمج النوى. تم تقديم مقارنة بين هذه التقنيات من حيث الإيجابيات والسلبيات، واقتراح تقنية هجينة تستفيد من أفضل خصائص هذه التقنيات دون تعارض بينها. تهدف التقنية المقترحة إلى تحقيق التوازن بين الأداء العالي للمعالج وتقليل استهلاك الطاقة، مع مراعاة التأثيرات الحرارية وتحسين موثوقية النظام.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعد البحث مساهمة قيمة في مجال إدارة الطاقة في المعالجات متعددة النوى، حيث يقدم تحليلًا شاملاً لمختلف التقنيات المستخدمة ويقترح تقنية هجينة تجمع بين أفضل مميزات هذه التقنيات. ومع ذلك، يمكن أن تكون هناك بعض النقاط التي تحتاج إلى مزيد من التوضيح أو التحسين. على سبيل المثال، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى كيفية تطبيق التقنية الهجينة في بيئات عمل مختلفة أو كيفية تعاملها مع الأحمال المتغيرة بشكل ديناميكي. كما أن البحث يعتمد بشكل كبير على المحاكاة لتقييم الأداء، ومن المفيد إجراء تجارب عملية للتحقق من النتائج. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون هناك مزيد من التركيز على الجوانب الاقتصادية لتطبيق هذه التقنية في الصناعة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الأهداف الرئيسية للبحث؟

    يهدف البحث إلى تطوير تقنية هجينة لإدارة الطاقة في المعالجات متعددة النوى، تجمع بين أفضل مميزات التقنيات الحالية لتحقيق توازن بين الأداء العالي وتقليل استهلاك الطاقة.

  2. ما هي التقنيات التي تم مناقشتها في البحث؟

    تم مناقشة عدة تقنيات مثل التدرج الديناميكي للجهد والتردد (DVFS)، النوى غير المتناظرة، حركة سلاسل التعليمات، النوى متغيرة الحجم، ودمج النوى.

  3. ما هي الفوائد المتوقعة من تطبيق التقنية الهجينة المقترحة؟

    من المتوقع أن تحقق التقنية الهجينة توازنًا أفضل بين الأداء العالي وتقليل استهلاك الطاقة، مع تحسين موثوقية النظام وتقليل التأثيرات الحرارية.

  4. ما هي النقاط التي يمكن تحسينها في البحث؟

    يمكن تحسين البحث من خلال توضيح كيفية تطبيق التقنية الهجينة في بيئات عمل مختلفة، وإجراء تجارب عملية للتحقق من النتائج، والتركيز على الجوانب الاقتصادية لتطبيق التقنية في الصناعة.


المراجع المستخدمة
World Economic Forum. The Global Information Technology Report 2015
Moore Gordon E. Cramming more components onto integrated circuits, vol. 12; 1965
Kunle Olukotun, Basem A. Nayfeh, Lance Hammond, Ken Wilson, and Kunyung Chang. The case for a single-chip multiprocessor. ACM Sigplan Notices 1996
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تم في هذه الورقة عرض لبنى المعالجات المتوازية و التركيز على بنيتين أساسيتين من هذه البنى و هي بنية المعالج فائق التدرج (Superscalar Processor) و بنية المعالج الشعاعي (Vector Processor)، و بالإعتماد على الخصائص الأساسية لكل منها تم بناء محاكي لهذه الب نى يحاكي آلية عملها برمجياً بهدف المقارنة بين أدائها فيما يخص التوازي على مستوى البيانات (Data Level Parallelism DLP) و التوازي على مستوى التعليمات (Instruction Level Parallelism ILP). تبين النتائج أن فعالية تنفيذ التعليمات على التوازي تعتمد بشكل كبير و أساسي على اختيار بنية المعالج المناسبة للتنفيذ وفق نوع التوازي الممكن تطبيقه على التعليمات، و أن ميزات الشعاع في البنية الشعاعية تحقق تحسين ملحوظ في الأداء لايمكن إغفاله في تنفيذ عمليات DLP و تبسيط للكود البرمجي و تقليل لعدد التعليمات، و يشكل المحاكي المقدم نواة جيدة يمكن تطويرها و الإضافة عليها خاصة فيما يخص المجال التعليمي لطلاب علوم و هندسة الحاسب و المجال البحثي.
يعد إيجاد الحلول الأمثلية لمسألة البائع المتجول أمرًا مطلوباً في كثير من الأبحاث و التطبيقات العملية على اعتبار وجود مجموعة من الأهداف في وقت واحد. نقدم في هذا البحث خوارزمية هجينة لحل مسألة البائع من خلال دمج خوارزمية مستعمرة النمل مع الخوارزمية الجينية.
تستخدم تقنية التموضع النقطي الدقيق الخوارزميات التكرارية للحصول على حل المسألة الملاحية، و ذلك نتيجة قصور طريقة التربيعات الصغرى التقليدية على مواكبة المتطلبات المتزايدة للحصول على مخرجات المعالجة من الكم الهائل للبيانات المزوّدة من نظم الملاحة العال مية بالأقمار الصناعية بالسرعة و الجودة المطلوبة للتطبيقات الجيوديزية و المساحية المختلفة. مرشح كالمن الموسع يعد المقاربة الأفضل للحل لكنه بالإضافة إلى المعرفة بالقياسات و نماذج الأرصاد الخاصة بها، فإنه يتطلب أيضاً المعرفة بالحالة الفيزيائية لمسألة التقدير مثل ديناميكية جهاز الاستقبال و خصائص الإشارة المستقبلة، و التقدير المناسب لشروطه الابتدائية. يتضمن البحث اقتراحاً رياضياً لتعديل طريقة استخدام مرشح كالمن الموسع في تقنية التموضع النقطي الدقيق لتقليل الأثر السلبي لزمن التقارب ضمن الشروط الابتدائية للخوارزمية التكرارية للمرشح، و عرض لنتائج تجربة تعديل طريقة الاستخدام تلك على دقة تقدير الموقع. و يؤكد البحث على ضرورة استخدام التعديل المقترح على خوارزمية تقدير الموقع على الرغم من زيادة زمن المعالجة نسبياً.
ُتعد مسألة إبقاء التوترات ضمن الحدود المطلوبة إحدى المسائل الأساسية في تشغيل نظام القدرة الكهربائية،و لما كانت توترات العقد في نظام القدرة تتأثر بشكل ملحوظ بتغيرات الأحمال و بدخول العناصر الكهربائية أو بخروجها على الدارة المكافئة لنظام القدرة كانت ال حاجة إلى تنظيم التوتر بقابلية تحكم عالية. وبسبب تنامي استخدام أنظمة نقل التيار المتناوب المرنةبشكل عام و FACTS منها المعوضات التزامنية الساكنة STATCOM في نظم القدرة الكهربائية من أجل تحسين استقرار التوتر و بسبب الحاجة إلى برمجيات غير متاحة دومًا، كان هدف البحث هو تطوير نموذج رياضي و خوارزمية و برنامج حاسوبي لتحليل جريان الاستطاعة في الحالة المستقرة في نظام قدرة كهربائية يحتوي على معوض تزامني ساكن STATCOM . وسعت مصفوفة اليعقوبي في خوارزمية نيوتن-رافسون، و هي العلاقة بين التوتر و الاستطاعة في حالات عدم التطابق، بمتغيرات نظام STATCOM من أجل ضبط التوتر و التحكم بالاستطاعة الردية التي يقدمها أو يمتصها في العقدة المشتركة مع نظام القدرة بقابلية تحكم عالية. أنجز برنامج حاسوبي، تضمن وسائل التحكم في بارامترات نظام STATCOM أعطى خصائص تقارب عالية جدًا. تم التحقق من الخوارزمية المطورة و فعالية البرنامج المنجز من خلال تطبيقه على عدد من الأنظمة القياسية عرض منها ما تم على IEEE 5-bus system وأجريت اختبارات على شبكة النقل الكهربائية السورية 400 kV .
إن الحاجة إلى قابلية تحكم عالية في شبكات التيار المتناوب و/أو ربط أنظمة قدرة غير متزامنة (ذات تردد مختلف) يجعلان من نظام حلقة الوصل بالتيار المستمر عالي التوتر- مبدل منبع توتر VSC-HVDC link تقانة جذابة لمعظم شبكات نقل القدرة الكهربائية.من ميزات نظام VSC-HVDC قابلية التحكم العالية بالاستطاعة الفعلية و الردية على طرفي المبدلات و القدرة على حسين استقرار أنظمة القدرة AC المحيطة به. يتيح التحكم بجريان الاستطاعة تحقيق نقل استطاعة أعظمي، و استقرار نظام القدرة و تحسين جودة الطاقة الكهربائية و موثوقيتها. هدف البحث إلى تطوير نموذج رياضي و خوارزمية لتحليل جريان الاستطاعة في الحالة المستقرة لنظام قدرة كهربائية يحتوي على VSC-HVDC وسعت مصفوفة اليعقوبي في خوارزمية نيوتن- رافسون، و هي العلاقة بين التوتر و الاستطاعة في حالات عدم التطابق, بنتغيرات النظام VSC-HVDC من أجل التحكم بكل من الاستطاعة الفعلية و الردية و قيمة التوتر بشكل مستقل. أنجز برنامج حاسوبي، تضمن وسائل التحكم في بارامترات VSC-HVDC و أعطى خصائص تقارب عالية جداً. تضمنت الدراسة النظام BTB) VSC-HVDC link ) مبدلاه متصلا نعقب-عقب مباشرة و النظام full VSC-HVDC الذي يصل بين قضيبي تجميع تيار متناوب عبر حلقة وصل تيار مستمر DC link . جرى التحقق من الخوارزمية المطورة و فعالية البرنامج المنجز من خلال تطبيقه على عدد من الأنظمة القياسية و منها ما جرى على IEEE 14-bus system .
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا