Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Отчет по Домашнему Заданию №1
по курсу “Сети компьютеров”
на тему:
«Экономия потребления мощности в СО»
Подготовил студент группы А9-11
Куликов Н. А.
Проверил доцент кафедры №27
Лапшинский В.А. .
Москва 2014
Глоссарий
Активное сетевое оборудование
В соответствии с ГОСТ Р 51513-99, активное оборудование — это оборудование, содержащее электронные схемы, получающее питание от электрической сети или других источников и выполняющее функции усиления, преобразования сигналов и иные. Это означает способность такого оборудования обрабатывать сигнал по специальным алгоритмам. В сетях происходит пакетная передача данных, каждый пакет данных содержит также техническую информацию: сведения о его источнике, цели, целостности информации и другие, позволяющие доставить пакет по назначению. Активное сетевое оборудование не только улавливает и передает сигнал, но и обрабатывает эту техническую информацию, перенаправляя и распределяя поступающие потоки в соответствии со встроенными в память устройства алгоритмами. Эта «интеллектуальная» особенность, наряду с питанием от сети, является признаком активного оборудования. Например, в состав активного оборудования включаются следующие типы приборов:
сетевой адаптер — плата, которая вставляется в компьютер и обеспечивает его подсоединение к ЛВС
репитер — прибор, как правило, с двумя портами, предназначенный для повторения сигнала с целью увеличения длины сетевого сегмента
концентратор (активный хаб, многопортовый репитер) — прибор с 4-32 портами, применяемый для объединения пользователей в сеть
мост — прибор с 2 портами, обычно используемый для объединения нескольких рабочих групп ЛВС, позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые (MAC) адреса
коммутатор (свитч) — прибор с несколькими (4-32) портами, обычно используемый для объединения нескольких рабочих групп ЛВС (иначе называется многопортовый мост)
маршрутизатор (роутер) — используется для объединения не-скольких рабочих групп ЛВС, позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые (IP) адреса
медиаконвертер — прибор, как правило, с двумя портами, обычно используемый для преобразования среды передачи данных (коаксиално-витая пара, витая пара-оптоволокно)
сетевой трансивер — прибор, как правило, с двумя порта-ми, обычно используемый для преобразования интерфейса передачи данных (RS232-V35, AUI-UTP).
Отметим, что некоторые специалисты не включают в состав активного оборудования повторитель (репитер) и концентратор (хаб), так как эти устройства просто повто-ряют сигнал для увеличения расстояния соединения или топологического разветвления и обработки его по каким либо алгоритмам не проводят. Но управляемые хабы и при этом подходе относятся к активному сетевому оборудова-нию, так как могут быть наделены некой «интеллектуальной особенностью».
Пассивное сетевое оборудование
ГОСТ Р 51513-99 определяет пассивное оборудование, как оборудование, не получающее питание от электрической сети или других источников, и выполняющее функции распределения или снижения уровня сигналов. Например, кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45),патч-панель, балун для коаксиальных кабелей (RG-58) и т. д. Также, к пассивному оборудованию иногда относят оборудование трассы для кабелей: кабельные лотки,монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы.
Оглавление
Глоссарий
Средства и методы повышения производительности и снижения энергопотребления современных СнПК
Примеры повышения производительности и снижения энергопотребления современных СнПК
Примеры повышения производительности и снижения энергопотребления современных в IPTV
Заключение
Список литературы
Средства и методы повышения производительности
и снижения энергопотребления современных СнПК в составе сети:
1)Применение специализированных алгоритмов процессорных ядер, оптимизированных под выполнения конкретных алгоритмов;
2)Реализация параллельных вычислений путём увеличения количества специализированных блоков обработки данных или организации многопроцессорной системы;
3)Использование динамической реконфигурации системы:
Изменение функциональности специализированных блоков
Обработки данных в соответствии с текущими потребностями
системы.
Примеры повышения производительности и снижения энергопотребления современных СнПК:
Рис.1 Методика модификации процессорного ядра путём сокращения набора команд.
На рис.1 представлена методика модификации процессорного ядра путём сокращения набора команд, которая позволяет сократить
сократить ресурсоемкость ядра, повысить рабочую тактовую частоту.
Влияние модификации на параметры ядер:
Рис.2 Сокращение ресурсоемкости
На рис.2 представлен вариант влияние модификации на пара-метры ядер: максимальное сокращение 45%, сдвиги без умножения 25%.
Рис.3 Изменение тактовой частоты
На рис.3 представлен вариант влияние модификации на пара-метры ядер: максимальное увеличение 13%, в среднем по набору не более 7%.
Снижение рабочей тактовой частоты
При масштабирование системы
Рис.4 Снижение рабочей тактовой частоты при масштабирование системы.
На рис.4 приведены графики снижение рабочей тактовой частоты при масштабирование системы для блоков:
многоразрядный регистр+компаратор, где:
N-количество блоков
Q-разрядность компаратора
W-разрядность шины
Отмечается снижение тактовой частоты до 23%
Организация параллельной обработки массивов
Рис.5 Синхронная схема
Рис.6 Локально синхронная схема
На рис.5,6 представлены варианты организация параллельной обработки массивов (Синхронная схема, Локально-синхронная схема).
Экономия потребления мощности в IPTV
Экономия потребления мощности в IPTV зависит от 5 факторов:
1) Мощности питания
2) Количество активных сетевых карт
3) Количество активных портов в сетевых карт
4) Ёмкость порта
5) Использование портов
Рис.7 Соотношение между числом каналов и числом активных пользователей.
На рис.7 приведено соотношение между числом каналов и числом активных пользователей. На графике показано что ресурсы траться из-за того что в среднем популярных каналов около 60,в то время как оператор поддерживает все 150 каналов.
Рис.8 экономия полосы пропускания
На рис.7,8 приведен пример использования схем для экономия полосы пропускания. Схема опрашивает устройство модема IPTV на наличие активных/пассивных каналов. Далее составляется список из предварительно включаемых каналов. Тем самым достигается экономия полосы пропускания до 33%.
Заключение
В данном реферате приведен обзор современных методов повышения производительности и снижения энергопотребления современных СнПК в составе сети.
Показана методика модификации синтезируемых процессорных ядер, основанная, на исключении из набора команд инструкций, не используемых при реализации конкретного приложения, маршрут проектирования, обеспечивающий,- эффективное применение предложенной методики модификации процессорных ядер. Показано, что предложенная методика модификации позволяет обеспечить сокращение ресурсоемкости процессорного ядра, на величину до 45%, увеличение рабочей тактовой частоты .на величину до 43%, сокращение динами-ческой, потребляемой мощности на величину до 8%, увеличение "вычислительной плотности'' синтезируемых структур* на» величину до 100%.
Предложено два варианта (синхронный и локально-синхронный) структуры, сопроцессора, предназначенного для обработки массивов данных. Локально-синхронная схема, в отличие от синхронной, позволяет минимизировать снижение рабочей тактовой частоты при масштабировании системы и до-пускает реализацию алгоритмов ,динамического управления энергопотреблением. В обоих вариантах интерфейс сопроцессора является единым: при изменении количества блоков обработки изменения количества связей, с внешними объектами-(процессорное ядро с выделенными интерфейсами или системная шина) не требуется.
Литература
1. Средства и методы повышения производительности и снижения энергопотребления систем на кристалле, реализуемых на базе программируемых логических интегральных схем. Шалтырев, Владимир Алексеевич
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Сетевое_оборудование
3. Reducing Energy Consumption in IPTV Networks by
Selective Pre-Joining of Channel
4. Energy Logic: Reducing Data Center Energy Consumption by
Creating Savings that Cascade Across Systems |
