CPU Utilization Improvement of Multiple-Core Processors Through Cache Management and Task Scheduling

De nos jours, les architectures multicœurs et multiprocesseurs sont largement utilisées dans les centres de données. Une telle utilisation fournit les performances requises pour diverses tâches, telles que le C-RAN(accès radio par info-nuagique). Le traitement du signal sans fil en bande de base(wireless baseband) pour les normes 4G et 5G désigne un ensemble de tâches qui doivent être exécutées dans un intervalle de temps spécifique. Par exemple, la pile de liaison montante(up-link stack) pour une station de base 4G virtualisée a été décomposée en plus de 1000 tâches exécutables en 5 ms. Avec la 5G, la latence cible dans un scénario de bout en bout avec utilisation à latence très faible(ultra-low latency) est de 1 ms, tandis que la complexité de calcul est d'un à deux ordres de grandeur plus élevée que celle de la 4G. Le défi à surmonter c'est de répondre à ces objectifs en terme de complexité de traitement. Pour ce faire, il est crucial de caractériser la variabilité du temps de traitement par rapport aux caractéristiques du modèle de mémoire afin de garantir un temps de traitement donné dans les grappes d'ordinateurs classiques.En outre, la planification des tâches sur les systèmes multicœurs reste un problème ouvert. Un tel problème doit être analysé afin d'utiliser pleinement la capacité de traitement d'un système multicoeur d'un système multicoeur et d'atteindre une faible latence. Afin de remédier à l'utilisation ineÿcace des cœurs de processeur, un schéma d'ordonnancement des tâches basé sur la mise en file d'attente, qui se focalise sur le calcul parallèle local, est proposé. Dans cette mémoire, on introduit la gestion multi-files pour la planification dynamique des tâches afin de cibler une utilisation complète à 100% des cœurs de CPU locaux pour des tâches d'entrée suÿsantes. Plusieurs simulations sont faites pour vérifier le schéma de planification des tâches proposé. Les résultats rapportés confirment sa viabilité et son efficacité. De plus, l'utilisation de la mémoire cache est l'une des principales sources de variabilité du temps d'exécution. En outre, une gestion ineÿcace de la mémoire cache s'avère probléma-tique dans les systèmes avec WCET. Une approche eÿcace de gestion de la cache doit prendre en compte simultanément la planification des tâches et la gestion de la cache. L'approche optimale de gestion de la cache oblige de manière critique à prendre en compte les priorités associées à toutes les tâches; la connaissance de ces priorités est essentielle pour détecter et éviter les goulots d'étranglement dans le système.