Operating system support for adaptive performance and thermal management

Thermal constraints in high performance computing environments are becoming a major issue for systems’ designers which is tackled with different approaches. In addition, the skyrocketing complexity of computing systems of the near future is sought to become unmanageable leaving the question open on how to continue to improve the performance of the computing of tomorrow. In this work it is proposed an advancement in the context of operating system-based, local Dynamic Thermal Management (DTM) technique deeply rooted in the Autonomic Computing (AC) initiative called ADAPTME, a simultaneously performance and thermal aware scheduler aimed at server environments with general purpose (both batch and interactive) workloads. After implementing the system as a patch for a commodity open source Operating System (OS), the work is compared to the state of art, resulting in lower average running temperature and slowdowns.

I vincoli di natura termica nei sistemi informatici ad alte prestazioni stanno progressivamente diventando un problema per i progettisti di questi sistemi, che cercano di affrontare il problema da diversi punti di vista ed a diversi livelli. Oltretutto, è previsto che la crescita esponenziale della complessità dei sistemi informatici previsti per i prossimi anni a venire diventi rapidamente ingestibile, lasciando aperta la questione su come continuare a migliorare le performance dei sistemi del futuro. In questo lavoro, che è profondamente legato al mondo dell’Autonomic Computing, proponiamo un miglioramento nel contesto delle tecniche per la gestione locale e dinamica della temperatura realizzata a livello di sistema operativo per mezzo di uno scheduler simultaneamente thermal- e performance-aware orientato a sistemi server con carichi di lavoro generici (sia interattivi che batch): ADAPTME. Dopo avere implementato il sistema come una patch per un sistema operativo open source largamente disponibile, ci confrontiamo con lo stato dell’arte, risultando migliori sia dal punto di vista della più bassa temperatura media ottenuta che dei ridotti rallentamenti dovuti all’azione del controllo termico.