Question

我的目标是针对某些特殊情况开发和实现绿色算法。我已经开发了两种相同的算法。

一个是大号没有。内存访问（加载和存储）。该模式是一段时间合并的，有些时间是非合并的。我假设一个最糟糕的情况，大多数访问将导致缓存失败。请参阅示例代码段a）。

另一个是大号没有。计算，大致相当于下面的代码片段b）。

如何估算每种情况下的功耗。哪一个更节能，为什么？

平台：我将在英特尔I3处理器上运行这些代码，Windows 7，4 GB DRAM，3 MB缓存。

注意：我不想使用任何外部功率计。如果您发现代码没有做任何建设性工作，请忽略。这是因为它只是完整算法的一小部分。

更新

这很困难，但并非不可能。人们可以很好地计算读取DRAM并通过CPU的ALU进行乘法所产生的成本。唯一需要的是必须具备DRAM和CPU的电子学知识，我在这个时间点缺乏。至少在最坏的情况下，我认为可以很好地建立起来。最坏的情况意味着没有合并访问，没有编译器优化。

如果您可以估算访问DRAM和进行浮点乘法的成本，那么为什么估算电流是不可能的，因此在这些操作期间大致了解功率？另见我的帖子，我不是在问有多少功耗，而是我在问哪个代码消耗更少/更多功率或者哪个代码更节能？

a) for(i=0; i<1000000; i++)

  {

  a[i]= b[i]; //a, b floats in RAM.  

  {




 b) for(i=1; i<1000000; i++)

  {

   float j= j * i;  //j has some value. which is used later in the program , not  
                    // shown here    

  {

Answer 1

像评论者指出的那样，尝试使用功率计。即使不是不可能，在现代超标量体系结构中，即使从原始汇编代码估算功率使用也很困难。

Answer 2

要测量实际功耗，您应该使用electricity meter添加电源（如果使用笔记本电脑，请取出电池）。

请注意，您将测量整个系统的功耗，因此请务必避免滋扰参数（任何其他系统活动，即防病毒更新，图形桌面环境，索引服务，（内部）硬件设备），执行重复测量，无论您的算法运行与否，都可以取消“背景”消耗。如果可能，请使用嵌入式系统。

关于算法，实际能效不仅取决于C代码，还取决于编译器的性能以及与周围系统交互时的运行时行为。但是，以下是一些资源，您可以作为开发人员为此提供帮助：

特别要看一下上面“清单”中的工具段落，因为它列出了一些可以帮助您进行粗略估算的工具（基于应用程序分析）。它列出（除了其他人）：

性能监视器
PwrTest / Windows驱动程序工具包
Windows事件查看器（计时器刻度更改事件，Microsoft-Windows-Kernel-PowerDiagnostic日志）
Intel PowerInformer
Windows ETW（性能监控框架）
英特尔应用能源工具包

Answer 3

只要涉及CPU和内存，就可以假设功耗与运行时成正比。

这可能不是100％准确，但在没有实际测量的情况下尽可能接近。

Answer 4

您可以尝试使用一些CPU监控工具来查看哪种算法可以为您的CPU带来更多热量。它不会为您提供可靠的数据，但会显示这两种算法在功耗方面是否存在显着差异。

这里我假设主要功耗消耗者是CPU，算法不需要繁重的I / O.

Answer 5

好吧，我已经完成了与电子专业的初步研究和讨论。

通过考虑两个因素可以得到一个粗略的想法：

1-电流涉及：更多电流，更多功耗。

2-由于时钟频率导致的功耗。功耗随频率的平方而变化。

在Snippet中a）DRAM和存储器几乎不需要太多电流，所以每次的功耗都非常小

  a[i]= b[i];

操作。上述操作只是数据读写。

与CPU相比，存储器的时钟通常也非常小。虽然CPU的时钟频率为3 GHz，但内存的时钟频率约为133 MHz左右。（并非所有组件都以额定时钟运行）。因此，由于时钟较低，功耗较低。

在摘录b）中，可以看出我正在做更多的计算。由于几个更高的时钟频率，这将涉及更多的功耗。

另一个因素是乘法本身将包含几个更高的数量。与数据读写相比的周期（提供的存储器被合并）。

另外，对于某些代码，可以选择测量或大致了解功耗（“代码能量”），如下所示（颜色代表代码的节能效果，Red非常差），绿色高效节能）：

enter image description here

简而言之，鉴于今天的技术，软件估算这样的功率并不是很困难（除了我上面描述的内容之外，还可能采用许多其他参数）。这对于更快地开发和评估绿色算法非常有用。

哪些代码耗电量较少？

5 个答案: