使用Linux实现动态可变频率DVFS(dvfslinux)

  随着移动设备的普及,动态调节处理器电压和频率(Dynamic Voltage and Frequency Switching,DVFS)变得越来越重要,而在现代Linux系统中实现DVFS也变得更加有效和容易。

  在Linux系统中,可以实现动态可变频率DVFS的方法有两种,一种是通过CPUFreq技术,另一种是智能电源管理(Smart Power Management,SPM)。

  CPUFreq技术是用于控制CPU动态频率的一种技术,由内核驱动程序和用户空间应用程序组成。一般来说,CPUFreq使用一个检测功能来检测CPU电压和频率,然后通过带宽控制算法(Bandwidth Control Algorithm)来调整CPU电压和频率,以此达到设备能耗的最低水平。基于CPUFreq的DVFS实现通常需要以下代码:

for_each_online_cpu(cpu) {
//在每个CPU上获取governor
char governor_buf[80] = {0};
const char *governor = get_cpufreq_governors(cpu, governor_buf);
//如果governor不为dynamic/ondemand
if (strncmp(governor, "dynamic", 8) != 0 &&
strncmp(governor, "ondemand", 9) != 0)
//设置governor为dynamic/ondemand
set_cpufreq_governors(cpu, "dynamic");
}

  另一种实现DVFS的方法是采用智能电源管理(SPM)技术。有研究表明,SPM可以更有效地控制处理器负载,从而最大限度地降低其能耗。智能电源管理可以通过检测CPU的实时负载来控制CPU的频率和电压,从而达到设备能量的最低可能水平。使用SPM的Linux代码如下:

for_each_online_cpu(cpu) {
//获取原有governor
char governor_buf[80] = {0};
const char *governor = get_cpufreq_governors(cpu, governor_buf);
//如果原有governor不为userspace或performance
if (strncmp(governor, "userspace", 9) != 0 &&
strncmp(governor, "performance", 11) != 0)
//设置governor 为 performance
set_cpufreq_governors(cpu, "performance");
}

  总之,通过CPUFreq和智能电源管理技术,Linux系统可以实现动态可变频率DVFS。实现DVFS的核心思想是根据CPU实时负载状况来调节CPU频率电压,以达到其能量消耗的最低水平。未来,随着移动设备的技术的进一步发展,开发人员可以利用Linux这样的平台来实现更加高效的DVFS技术。


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