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Um estudo sobre o desempenho do Sistema Operacional Linux em diferentes perfis de gerenciamento de energia. Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais.

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1 Um estudo sobre o desempenho do Sistema Operacional Linux em diferentes perfis de gerenciamento de energia. Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 1 ICMC USP – Universidade de São Paulo Bruno Squizato Faiçal Douglas Rodrigues Luis Hideo Vasconcelos Nakamura Prof: Dr. Marcos José Santana Prof a. : Dr a. Regina Helena Carlucci Santana Maio 2009

2 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 2 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)

3 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 3 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)

4 Motivação Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 4 ICMC USP – Universidade de São Paulo Interesse sobre o gerenciamento de energia. Aumento exponencial de laptops/notebooks assim como os recentes netbooks. Atual preocupação com o meio ambiente envolvendo a economia de energia. Pesquisa entre a relação Desempenho x Consumo de Energia no sistema operacional Linux.

5 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 5 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)

6 Objetivos Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 6 ICMC USP – Universidade de São Paulo Avaliar o desempenho do sistema operacional Linux em diferentes perfis de energia analisando a relação Desempenho x Consumo de Energia. A partir da avaliação dos resultados obtidos, realizar uma análise através de métricas e obter conclusões.

7 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 7 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)

8 Gerenciamento de Energia Conceitos Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 8 ICMC USP – Universidade de São Paulo 1.Mudança de Paradigma Desktops x Notebooks/Netbooks 2.Evolução das Baterias Cádmio-níquel Níquel Íon lítio Baterias Inteligentes 3.Hardware Inteligentes CPU (OnDemand – Diminuem a frequência, economizando energia). Discos Rígidos ( Diminuem a rotação até mesmo estacionam as cabeças em modo ocioso.) Interfaces de redes ( Power Save Polling) Monitor de Vídeo

9 Gerenciamento de Energia Conceitos Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 9 ICMC USP – Universidade de São Paulo Consumo de energia de várias partes de um computador laptop. (Tanenbaum, 2003) *Os vilões permanecem os mesmos (Vídeo, CPU, Disco). DispositivosLi et al (1994)Lorch e Smith(1998) Monitor de vídeo68%39% CPU12%18% Disco rígido20%12% Modem6% Som2% Memória0,5%1% Outros22%

10 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 10 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)

11 Gerenciamento de Energia ACPI Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 11 ICMC USP – Universidade de São Paulo ACPI – Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) - Interface Avançada de Configuração e Energia. Desenvolvido por: Hewlett-Packard Corporation Intel Corporation Microsoft Corporation Phoenix Technologies Ltd. Toshiba Corporation Possui uma especificação que estabelece para a industria uma interface comum que possibilitam os sistemas operacionais robustos implementar configurações de placas mães e funções de gerenciamento de energia para dispositivos e sistemas inteiros.

12 Gerenciamento de Energia ACPI Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 12 ICMC USP – Universidade de São Paulo ACPI envolve a já existente coleção de códigos de gerenciamento de energia da BIOS (APIs, PNPBIOS APIs, Multiprocessor Specification [MPS] tables, etc) dentro de um bem definido gerenciamento de energia e especificação de configuração de interface. OSPM – Operating System-directed configuration and Power Management. É o termo para o sistema que implementa a interface ACPI. Existem 3 componentes em tempo de execução para ACPI: ACPI System Description Tables ACPI Registers ACPI System Firmware

13 Gerenciamento de Energia ACPI Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 13 ICMC USP – Universidade de São Paulo

14 Gerenciamento de Energia ACPI Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 14 ICMC USP – Universidade de São Paulo APCI não é um especificação de software, nem uma especificação de hardware. APCI é uma especificação de interface compromissada com ambos, elementos de software e hardware. Divisão em estados: Estados Globais do Sistema. (Global System State) Estados de Energia do Dispositivo (Device Power State) Estados Adormecidos (Sleeping State) Estados de Energia do Processador (Processor Power State) Estados de Performance de Dispositivos e Processador (Device and Processor Performance State Definitions)

15 Gerenciamento de Energia ACPI Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 15 ICMC USP – Universidade de São Paulo

16 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 16 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)

17 Perfis de Energia Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 17 ICMC USP – Universidade de São Paulo OSMP/ACPI permite ao Sistema Operacional controlar e gerenciar os dispositivos de formar a economizar energia de acordo configurações pré- definidas (Perfis ou Planos de Energia) No Linux geralmente existem 5 perfis de freqüências para o processador. performance – configura o processador para a mais alta freqüência disponível, não economizando energia. powersave – configura o processador para a menor freqüência disponível, economizando o máximo de energia. userspace – a freqüência e controlada pelo usuário ou por um aplicativo a nível de usuário. ondemand – a freqüência e controlada dinamicamente pelo núcleo (kernel) e pode alternar entre as várias diferentes freqüências suportadas pelo processador, a troca de freqüência é feita conforme o aumento ou diminuição de demanda. conservative – semelhante ao perfil ondemand porém a freqüência varia entre as várias diferentes freqüências de forma mais conservadora, ou seja as trocas de freqüências não são imediatas.

18 Perfis de Energia Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 18 ICMC USP – Universidade de São Paulo Para determinar quais perfis de gerenciamento de energia do sistema Linux estão disponíveis basta a seguinte linha de comando: # cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors Para altera o perfil atual devemos executar a seguinte linha de comando: # echo conservative > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor Aonde a logo após o comando echo deve ser escrita a palavra correspondente ao perfil desejado. Para visualizar as freqüências disponíveis: cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies *Lembrando: usuário deve ser root e o kernel deve ter sido compilado para aceitar a entrada cpufreq no sysfs.

19 Perfis de Energia - acpid Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 19 ICMC USP – Universidade de São Paulo O daemon acpid é responsável por fica aguardando eventos ACPI e executar ações de acordo com configurações pré-definidas. As ações são tomadas de acordo com os arquivos de configurações, como por exemplo o arquivo laptop-mode.conf que define o várias configurações sobre eventos relacionados a um laptop oriundos da ACPI. Exemplos de eventos: Botão Power pressionado. Tampa do notebook fechada. Níveis de energia da bateria. Alteração do modo de energia AC ou BATTERY.

20 Roteiro Projeto e Avaliação de Sistemas Operacionais 20 ICMC USP – Universidade de São Paulo Introdução Motivação Objetivos Gerenciamento de Energia Conceito ACPI Perfis de Energia Estudo Ambiente (para a próxima semana) Ferramentas (tentativa para a próxima semana) Avaliação (tentativa para o dia 02/06) Resultados (para o dia 09/06 – resultados parciais)


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