Поиск :
Личный кабинет :
Электронный каталог: Prihozhy, A. A. - Influence of shortest path algorithms on energy consumption of multi-core processors
Prihozhy, A. A. - Influence of shortest path algorithms on energy consumption of multi-core processors
Статья
Автор: Prihozhy, A. A.
Системный анализ и прикладная информатика: Influence of shortest path algorithms on energy consumption of multi-core processors
Влияние алгоритмов поиска кратчайших путей на энергопотребление многоядерных процессоров
б.г.
ISBN отсутствует
Автор: Prihozhy, A. A.
Системный анализ и прикладная информатика: Influence of shortest path algorithms on energy consumption of multi-core processors
Влияние алгоритмов поиска кратчайших путей на энергопотребление многоядерных процессоров
б.г.
ISBN отсутствует
На полку
Статья
Prihozhy, A. A.
Influence of shortest path algorithms on energy consumption of multi-core processors = Влияние алгоритмов поиска кратчайших путей на энергопотребление многоядерных процессоров / A. A. Prihozhy, O. N. Karasik. – DOI 10.21122/2309-4923-2023-2-4-12 // Системный анализ и прикладная информатика. – 2023. – № 2. – P. 4-12. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/135969. – На англ. яз.
Modern multi-core processors, operating systems and applied software are being designed towards energy efficiency, which significantly reduces energy consumption. Energy efficiency of software depends on algorithms it implements, and, on the way, it exploits hardware resources. In the paper, we consider sequential and parallel implementations of four algorithms of shortest paths search in dense weighted graphs, measure and analyze their runtime, energy consumption, performance states and operating frequency of the Intel Core i7-10700 8-core processor. Our goal is to find out how each of the algorithms influences the processor energy consumption, how the processor and operating system analyze the workload and take actions to increase or reduce operating frequency and to disable cores, and which algorithms are preferable for exploiting in sequential and parallel modes. The graph extension-based algorithm (GEA) appeared to be the most energy efficient among algorithms implemented sequentially. The classical Floyd-Warshall algorithm (FW) consumed up to twice as much energy, and the blocked homogeneous (BFW) and heterogeneous (HBFW) algorithms consumed up to 52.2 % and 21.2 % more energy than GEA. Parallel implementations of BFW and HBFW are faster by up to 4.41 times and more energy efficient by up to 3.23 times than the parallel implementation of FW and consume less energy by up to 2.22 times than their sequential counterparts. The sequential GEA algorithm consumes less energy than the parallel FW, although it loses FW in runtime. The multi-core processor runs FW with an average frequency of 4235 MHz and runs BFW and HBFW with lower frequency of 4059 MHz and 4035 MHz respectively.
Современные многоядерные процессоры, операционные системы и прикладное программное обеспечение разрабатываются с учетом требований энергоэффективности, что значительно снижает энергопотребление. Энергоэффективность программного обеспечения зависит от алгоритмов, которые оно реализует, и от того, как оно использует аппаратные ресурсы. В данной работе мы рассматриваем последовательную и параллельную реализации четырех алгоритмов поиска кратчайших путей на плотных взвешенных графах, измеряем и анализируем их время выполнения, энергопотребление, состояния производительности и рабочую частоту процессора. Наша цель – выяснить, как каждый из алгоритмов влияет на энергопотребление процессора, как процессор и операционная система анализируют рабочую нагрузку и предпринимают действия по увеличению или уменьшению рабочей частоты и отключению ядер, а также какие алгоритмы предпочтительнее использовать в последовательном и параллельном режимах. Алгоритм на основе расширения графа (GEA) оказался наиболее энергоэффективным среди алгоритмов, реализуемых последовательно. Классический алгоритм Флойда-Уоршалла (FW) потребил в два раза больше энергии, а блочные однородный (BFW) и неоднородный (HBFW) алгоритмы потребили на 52,2 % и 21,2 % больше энергии, чем GEA. Все эксперименты проводились на 8-ядерном процессоре Intel Core i7-10700. Параллельные реализации алгоритмов BFW и HBFW быстрее и энергоэффективнее параллельной реализации FW. Они потребили меньше энергии, чем их последовательные аналоги. Последовательный алгоритм GEA потребил меньше энергии, чем параллельный FW, хотя проиграл последнему по времени выполнения. Многоядерный процессор выполнял FW со средней частотой 4235 МГц, и выполнял BFW и HBFW с меньшей частотой 4059 МГц и 4035 МГц соответственно.
004.3
общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2023г.
труды сотрудников БНТУ = Факультет информационных технологий и робототехники : кафедра "Программное обеспечение информационных систем и технологий"
труды сотрудников БНТУ = Автоматика. Вычислительная техника (труды)
общий = МНОГОЯДЕРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ
общий = МНОГОПОТОЧНОСТЬ
общий = ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ
общий = ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
общий = АЛГОРИТМЫ ПОИСКА ДАННЫХ
Prihozhy, A. A.
Influence of shortest path algorithms on energy consumption of multi-core processors = Влияние алгоритмов поиска кратчайших путей на энергопотребление многоядерных процессоров / A. A. Prihozhy, O. N. Karasik. – DOI 10.21122/2309-4923-2023-2-4-12 // Системный анализ и прикладная информатика. – 2023. – № 2. – P. 4-12. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/135969. – На англ. яз.
Modern multi-core processors, operating systems and applied software are being designed towards energy efficiency, which significantly reduces energy consumption. Energy efficiency of software depends on algorithms it implements, and, on the way, it exploits hardware resources. In the paper, we consider sequential and parallel implementations of four algorithms of shortest paths search in dense weighted graphs, measure and analyze their runtime, energy consumption, performance states and operating frequency of the Intel Core i7-10700 8-core processor. Our goal is to find out how each of the algorithms influences the processor energy consumption, how the processor and operating system analyze the workload and take actions to increase or reduce operating frequency and to disable cores, and which algorithms are preferable for exploiting in sequential and parallel modes. The graph extension-based algorithm (GEA) appeared to be the most energy efficient among algorithms implemented sequentially. The classical Floyd-Warshall algorithm (FW) consumed up to twice as much energy, and the blocked homogeneous (BFW) and heterogeneous (HBFW) algorithms consumed up to 52.2 % and 21.2 % more energy than GEA. Parallel implementations of BFW and HBFW are faster by up to 4.41 times and more energy efficient by up to 3.23 times than the parallel implementation of FW and consume less energy by up to 2.22 times than their sequential counterparts. The sequential GEA algorithm consumes less energy than the parallel FW, although it loses FW in runtime. The multi-core processor runs FW with an average frequency of 4235 MHz and runs BFW and HBFW with lower frequency of 4059 MHz and 4035 MHz respectively.
Современные многоядерные процессоры, операционные системы и прикладное программное обеспечение разрабатываются с учетом требований энергоэффективности, что значительно снижает энергопотребление. Энергоэффективность программного обеспечения зависит от алгоритмов, которые оно реализует, и от того, как оно использует аппаратные ресурсы. В данной работе мы рассматриваем последовательную и параллельную реализации четырех алгоритмов поиска кратчайших путей на плотных взвешенных графах, измеряем и анализируем их время выполнения, энергопотребление, состояния производительности и рабочую частоту процессора. Наша цель – выяснить, как каждый из алгоритмов влияет на энергопотребление процессора, как процессор и операционная система анализируют рабочую нагрузку и предпринимают действия по увеличению или уменьшению рабочей частоты и отключению ядер, а также какие алгоритмы предпочтительнее использовать в последовательном и параллельном режимах. Алгоритм на основе расширения графа (GEA) оказался наиболее энергоэффективным среди алгоритмов, реализуемых последовательно. Классический алгоритм Флойда-Уоршалла (FW) потребил в два раза больше энергии, а блочные однородный (BFW) и неоднородный (HBFW) алгоритмы потребили на 52,2 % и 21,2 % больше энергии, чем GEA. Все эксперименты проводились на 8-ядерном процессоре Intel Core i7-10700. Параллельные реализации алгоритмов BFW и HBFW быстрее и энергоэффективнее параллельной реализации FW. Они потребили меньше энергии, чем их последовательные аналоги. Последовательный алгоритм GEA потребил меньше энергии, чем параллельный FW, хотя проиграл последнему по времени выполнения. Многоядерный процессор выполнял FW со средней частотой 4235 МГц, и выполнял BFW и HBFW с меньшей частотой 4059 МГц и 4035 МГц соответственно.
004.3
общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2023г.
труды сотрудников БНТУ = Факультет информационных технологий и робототехники : кафедра "Программное обеспечение информационных систем и технологий"
труды сотрудников БНТУ = Автоматика. Вычислительная техника (труды)
общий = МНОГОЯДЕРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ
общий = МНОГОПОТОЧНОСТЬ
общий = ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ
общий = ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
общий = АЛГОРИТМЫ ПОИСКА ДАННЫХ
