Specific Read Only Data Management for Memory Hierarchy Optimization

International audienceThe multiplication of the number of cores inside embedded systems has raised the pressure on the memory hierarchy. The cost of coherence protocol and the scalability problem of the memory hierarchy is nowadays a major issue. In this paper, a specific data management for read-only data is in-vestigated because these data can be duplicated in several memories without being tracked. Based on analysis of stan-dard benchmarks for embedded systems, we show that read-only data represent 62% of all the data used by applications and 18% of all the memory accesses. A specific data path for read-only data is then evaluated by using simulations. On the first level of the memory hierarchy, removing read-only data of the L1 cache and placing them in another read-only cache improve the data locality of the read-write data by 30% and decrease the total energy consumption of the first level memory by 5%

Read Only Data Specific Management for an Energy Efficient Memory System

Les problématiques de consommation dans la hiérarchie mémoire sont très présentes dans les architectures actuelles que ce soit pour les systèmes embarqués limités par leurs batteries ou pour les supercalculateurs limités par leurs enveloppes thermiques. Introduire une information de classification dans le système mémoire permet une gestion hétérogène, adaptée à chaque type particulier de données. Nous nous sommes intéressé dans cette thèse plus précisément aux données en lecture seule et étudions les possibilités d’une gestion spécifique dans la hiérarchie mémoire à travers un codesign compilation/architecture. Cela permet d’ouvrir de nouveaux potentiels en terme de localité des données, passage à l’échelle des architectures ou design des mémoires. Evaluée par simulation sur une architecture multi-coeurs, la solution mise en oeuvre permet des gains significatifs en terme de réduction de la consommation d’énergie à performance constante.The energy consumption of the memory system in modern architectures is a major issue for embedded system limited by their battery or supercalculators limited by their Thermal Design Power. Using a classification information in the memory system allows a heterogeneous management of data, more specific to each kind of data. During this thesis, we focused on the specific management of read-only data into the memory system through a compilation/architecture codesign. It allows to explore new potentials in terms of data locality, scalability of the system or cache designs. Evaluated by simulation with multi-core architecture, the proposed solution others significant energy consumption reduction while keeping the performance stable

Gestion hétérogène des données dans les hiérarchies mémoires pour l’optimisation énergétique des architectures multi-coeurs

The energy consumption of the memory system in modern architectures is a major issue for embedded system limited by their battery or supercalculators limited by their Thermal Design Power. Using a classification information in the memory system allows a heterogeneous management of data, more specific to each kind of data. During this thesis, we focused on the specific management of read-only data into the memory system through a compilation/architecture codesign. It allows to explore new potentials in terms of data locality, scalability of the system or cache designs. Evaluated by simulation with multi-core architecture, the proposed solution others significant energy consumption reduction while keeping the performance stable.Les problématiques de consommation dans la hiérarchie mémoire sont très présentes dans les architectures actuelles que ce soit pour les systèmes embarqués limités par leurs batteries ou pour les supercalculateurs limités par leurs enveloppes thermiques. Introduire une information de classification dans le système mémoire permet une gestion hétérogène, adaptée à chaque type particulier de données. Nous nous sommes intéressé dans cette thèse plus précisément aux données en lecture seule et étudions les possibilités d’une gestion spécifique dans la hiérarchie mémoire à travers un codesign compilation/architecture. Cela permet d’ouvrir de nouveaux potentiels en terme de localité des données, passage à l’échelle des architectures ou design des mémoires. Evaluée par simulation sur une architecture multi-coeurs, la solution mise en oeuvre permet des gains significatifs en terme de réduction de la consommation d’énergie à performance constante

Co-Simulating Complex Energy Harvesting WSN Applications: An In-Tunnel Wind Powered Monitoring Example

International audienceA complex wind-energy harvesting wireless sensor network (WSN) application for subway tunnels is pre-prototyped using the HarvWSNet co-simulation framework. Detailed models of every component, including energy harvester, tunnel propagation channel, train mobility, node power consumption, and physical layer (PHY), medium access control (MAC), routing and power aware protocols are described. Pre-prototyping simulations quickly identify the key parameters affecting the viability of the application (e.g., harvested energy, train-induced signal attenuation). Thanks to its native capacity to handle detailed charge flow models, HarvWSNet can address scenarios with complex and intermittent energy supplies. This work demonstrates how co-simulation platforms such as HarvWSNet can aid in the development and future success of energy harvesting WSN application