A significant number of processing cores in any many-core systems nowadays and likely in the future have to be switched off or forced to be idle to become dark cores, in light of ever increasing power density and chip temperature. Although these dark cores cannot make direct contributions to the chip’s throughput, they can still be allocated to applications currently running in the system for the sole purpose of heat dissipation enabled by the temperature gradient between the active and dark cores. However, allocating dark cores to applications tends to add extra waiting time to applications yet to be launched, which in return can have adverse implications on the overall system performance. Another big issue related to dark core allocation stems from the fact that application characteristics are prone to undergo rapid changes at runtime, making a fixed dark core allocation scheme less desirable. In this paper, a runtime dark core allocation and dynamic adjustment scheme is thus proposed. Built upon a dynamic programming network (DPN) framework, the proposed scheme attempts to optimize the performance of currently running applications and simultaneously reduce waiting times of incoming applications by taking into account both thermal issues and geometric shapes of regions formed by the active/dark cores. The experimental results show that the proposed approach achieves an average of 61% higher throughput than the two state-of-the-art thermal-aware runtime task mapping approaches, making it the runtime resource management of choice in many-core systems.

中文翻译：

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多核系统中暗核的动态分配/重新分配以提高系统性能

鉴于不断增加的功率密度和芯片温度，现在和将来可能在任何众核系统中的大量处理核心都必须关闭或被迫闲置以成为暗核。虽然这些暗核不能对芯片的吞吐量做出直接贡献，但它们仍然可以分配给系统中当前运行的应用程序，其唯一目的是通过活动核和暗核之间的温度梯度实现散热。但是，将暗核分配给应用程序往往会给尚未启动的应用程序增加额外的等待时间，这反过来会对整体系统性能产生不利影响。另一个与暗核分配相关的大问题源于这样一个事实，即应用程序特性在运行时容易发生快速变化，使固定的暗核分配方案不太理想。在本文中，因此提出了一种运行时暗核分配和动态调整方案。该方案基于动态编程网络 (DPN) 框架，通过考虑热问题和活动/暗核形成的区域的几何形状，尝试优化当前正在运行的应用程序的性能并同时减少传入应用程序的等待时间. 实验结果表明，与两种最先进的热感知运行时任务映射方法相比，所提出的方法平均提高了 61% 的吞吐量，使其成为众核系统中首选的运行时资源管理。因此提出了一种运行时暗核分配和动态调整方案。该方案基于动态编程网络 (DPN) 框架，通过考虑热问题和活动/暗核形成的区域的几何形状，尝试优化当前运行的应用程序的性能并同时减少传入应用程序的等待时间. 实验结果表明，与两种最先进的热感知运行时任务映射方法相比，所提出的方法平均提高了 61% 的吞吐量，使其成为众核系统中首选的运行时资源管理。因此提出了一种运行时暗核分配和动态调整方案。该方案基于动态编程网络 (DPN) 框架，通过考虑热问题和活动/暗核形成的区域的几何形状，尝试优化当前运行的应用程序的性能并同时减少传入应用程序的等待时间. 实验结果表明，与两种最先进的热感知运行时任务映射方法相比，所提出的方法平均提高了 61% 的吞吐量，使其成为众核系统中运行时资源管理的首选。提议的方案试图通过考虑热问题和活动/暗核形成的区域的几何形状来优化当前运行的应用程序的性能并同时减少传入应用程序的等待时间。实验结果表明，与两种最先进的热感知运行时任务映射方法相比，所提出的方法平均提高了 61% 的吞吐量，使其成为众核系统中首选的运行时资源管理。提议的方案试图通过考虑热问题和活动/暗核形成的区域的几何形状来优化当前运行的应用程序的性能并同时减少传入应用程序的等待时间。实验结果表明，与两种最先进的热感知运行时任务映射方法相比，所提出的方法平均提高了 61% 的吞吐量，使其成为众核系统中首选的运行时资源管理。