Проблемы и перспективы использования стохастической аппроксимации для регулирования частоты процессора в Android OS

  • Станислав Юрьевич Сартасов Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия
  • Евгений Алексеевич Богданов Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия
  • Александр Сергеевич Божнюк Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия
  • Давид Вадимович Быков Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия
  • Олег Николаевич Граничин Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия
Ключевые слова: стохастическая аппроксимация, регулирование частоты, энергосбережение, Android OS

Аннотация

Алгоритмы стохастической аппроксимации со случайными направлениями демонстрируют хорошие результаты в задачах оптимизации при динамически меняющемся состоянии системы. В работе рассматривается построение регулятора частоты центрального процессора смартфона под управлением Android OS на базе указанных алгоритмов, а также указываются направления для его дальнейшего усовершенствования. Результаты сравнения показывают, что полученный регулятор работает на
уровне современных регуляторов, используемых в смартфонах.

Биографии авторов

Станислав Юрьевич Сартасов, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Старший преподаватель кафедры Системного программирования математико-механического факультета СПбГУ, stanislav.sartasov@spbu.ru

Евгений Алексеевич Богданов, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Выпускник образовательной программы бакалавриата «Программная инженерия» СПбГУ, evgenij.bogdanov.1999@gmail.com

Александр Сергеевич Божнюк, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Cтудент образовательной программы бакалавриата «Программная инженерия» СПбГУ 3 года обучения, bozhnyuks@mail.ru

Давид Вадимович Быков, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Быков Давид Вадимович, студент образовательной программы бакалавриата «Программная инженерия» СПбГУ 3 года обучения, bykov.david@gmail.com

Олег Николаевич Граничин, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 28, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Доктор физико-математических наук, профессор кафедры Системного программирования математико-механического факультета СПбГУ., Oleg_granichin@mail.ru

Литература

C. Sahin, F.Cayci, I. Manotas, J. Clause, F. Kiamilev, L. Pollock, and K. Winbladh, “Initial explorations on design pattern energy usage,” in Proc. of 1st International Workshop on Green and Sustainable Software, GREENS, June 2012. 2012, pp. 55–61; doi: 10.1109/GREENS.2012.6224257

J. C. Spall, “Multivariate stochastic approximation using a simultaneous perturbation gradient approximation,” IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 37, no. 3, pp. 332–341, 1992; doi: 10.1109/9.119632

O. Granichin and N. Amelina, “Simultaneous perturbation stochastic approximation for tracking under unknown but bounded disturbances,” IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 60, no. 6, pp. 1653–1658, 2015; doi: 10.1109/TAC.2014.2359711

O. Granichin, L. Gurevich, and A. Vakhitov, “Discrete-time minimum tracking based on stochastic approximation algorithm with randomized differences,” in Proc. of the 48h IEEE Conference on Decision and Control (CDC) held jointly with 2009 28th Chinese Control Conference, 2009, pp. 5763–5767; doi: 10.1109/CDC.2009.5400839

D. Brodowski and N. Golde, “Cpu frequency and voltage scaling code in the Linux™ kernel. Linux cpufreq. cpufreq governors,” in The Linux Kernel Archives. [Online]. Available: https://www.kernel. org/doc/Documentation/cpu-freq/governors.txt

K. Poornambigai, M. L. Raj, and P. Meena, “Reducing the energy consumption using DVFS performance optimizing scheme,” EPRA International Journal of Research and Development (IJRD), vol. 2, no. 1, pp. 79–88, 2017.

Y. L. Chen, M. F. Chang, C. W. Yu, X. Z. Chen, and W. Y. Liang, “Learning-directed dynamic voltage and frequency scaling scheme with adjustable performance for single-core and multi-core embedded and mobile systems,” Sensors, vol. 18, no. 9, art. 3068, pp. 1–28, 2018; doi: 10.3390/s18093068

J. Lee, S. Nam, and S. Park, “Energy-Efficient Control of Mobile Processors Based on Long Short-Term Memory,” IEEE Access, vol. 7, pp. 80552–80560, 2019; doi: 10.1109/ACCESS.2019.2923334

A. Das, M. J. Walker, A. Hansson, B. M. Al-Hashimi, and G. V. Merrett, “Hardware-software interaction for run-time power optimization: A case study of embedded Linux on multicore smartphones,” in Proc. of 2015 IEEE/ACM International Symposium on Low Power Electronics and Design (ISLPED), 2015, pp. 165–170; doi: 10.1109/ISLPED.2015.7273508

X. Li, W. Wen, and X. Wang, “Usage history-directed power management for smartphone,” in Algorithms and Architectures for Parallel Processing. ICA3PP 2015. Lecture Notes in Computer Science, vol. 9528, Springer, Cham., pp. 288-302; doi: 10.1007/978-3-319-27119-4_20

L. Broyde, K. Nixon, X. Chen, H. Li, and Y. Chen, “MobiCore: An adaptive hybrid approach for power-efficient CPU management on Android devices,” in Proc. of 2017 30th IEEE International System-on-Chip Conference (SOCC), 2017, pp. 221–226; doi: 10.1109/SOCC.2017.8226044

O. Granichin, “Linear regression and filtering under nonstandard assumptions (arbitrary noise),” IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 49, no. 10, pp. 1830–1837, 2004; doi: 10.1109/TAC.2004.835585

E. Bogdanov, A. Bozhnyuk, S. Sartasov, and O. Granichin, “On Application of Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation for Dynamic Voltage-Frequency Scaling in Android OS,” in Proc. of 2021 7th International Conference on Event-Based Control, Communication, and Signal Processing (EBCCSP), 2021, pp. 1–7; doi: 10.1109/EBCCSP53293.2021.9502396

Xiaomi Corp. “Xiaomi Redmi Note 8 pro specifications,” in MI Official site. [Online]. Available: https: //www.mi.com/global/redmi-note-8-pro/specs/

“Android OS cpufreq specification,” in Google Git. [Online]. Available: https://android.googlesource.com/kernel/common/+/a7827a2a60218b25f222b54f77ed38f57aebe08b/Documentation/cpu-freq/index.txt

V. Myasnikov, S. Sartasov, I. Slesarev, and P. Gessen, “Energy consumption measurement frameworks for Android OS: A systematic literature review,” in Proc. of the Fifth Conference on Software Engineering and Information Management (ser. CEUR Workshop Proceedings), SEIM, St. Petersburg, May 16, 2020, 2020, pp. 18–29.

“Samsung Galaxy A3 specifications,” in Gsmarena. [Online]. Available: https://www.gsmarena.com/samsung_galaxy_a3_(2016)-7791.php

Опубликован
2021-08-15
Как цитировать
Сартасов, С. Ю., Богданов, Е. А., Божнюк, А. С., Быков, Д. В., & Граничин, О. Н. (2021). Проблемы и перспективы использования стохастической аппроксимации для регулирования частоты процессора в Android OS. Компьютерные инструменты в образовании, (2), 26-40. https://doi.org/10.32603/2071-2340-2021-2-26-40
Выпуск
Раздел
Инженерия программного обеспечения