[发明专利]一种面向数据库应用的数据搬移的能耗特征化方法及系统

权利要求书

1.一种面向数据库应用的数据搬移的能耗特征化方法，其特征在于，包括以下内容：

1)特征化数据库的总能耗，得到数据库不同微部件上的数据搬移事件发生次数与单位能耗之间的线性关系，具体过程为：

1.1)对于任意微部件上的计算任务t，定义计算任务t的能耗特征向量E(t)：

E(t)＝(E_L1D,E_Reg→L1D,E_L2,E_L3,E_mem,E_pf,E_stall,E_other)

其中，E_L1D为L1D缓存向寄存器搬移数据的能耗；E_L2为L2缓存向寄存器搬移数据的能耗；E_L3为L3缓存向寄存器搬移数据的能耗；E_mem为主存向寄存器搬移数据的能耗；E_Reg→L1D为store指令执行导致的数据从寄存器向L1D缓存搬移的能耗；E_pf为数据预取的能耗；E_stall为CPU因数据搬移而停顿产生的能耗；E_other为除上述因数据搬移产生能耗的剩余能耗；

1.2)对于任意微部件上的计算任务t，定义计算任务t的性能特征向量P(t)：

P(t)＝(N_L1D,N_Reg→L1D,N_L2,N_L3,N_mem,N_pf,N_stall)

其中，N_L1D、N_L2、N_L3和N_mem分别为各级缓存和主存load指令的命中次数；N_Reg→L1D为store指令访问次数；N_pf包括和为单位数据行从L2缓存预取L1D缓存的访问次数，为单位数据行从L3缓存预取到L2缓存的访问次数；N_stall为停顿周期数；

1.3)假设集合components＝{L1D,L2,L3,mem}，对于若x部件的速度大于y部件的速度，则记为x＞y，满足如下关系：

其中，E_x为x部件发生数据搬移的能耗；VE_i为数据从i部件仅向更上一层移动的单位能耗；N_x为x部件上发生数据搬移的次数；

1.4)假设集合events＝{Reg→L1D,pf,stall}为一个事件集合，包括三种类型的事件，若则：

E_e＝ΔE_eN_e

其中，E_e为e事件发生的总能耗；ΔE_e为一个事件发生后的单位能耗；N_e为e事件的发生次数；

2)根据基准测试集以及得到的线性关系，测量load指令仅访问单一缓存层的基础能耗，所述基准测试集包括B_L1D基准测试集、B_L2基准测试集、B_L3基准测试集、B_Mem基准测试集和B_Reg2L1D基准测试集，其中，所述B_L1D基准测试集包括B_L1D_list基准测试集和B_L1D_array基准测试集；

3)根据测量的基础能耗，量化数据库不同微部件上的数据搬移事件的单位能耗，完成数据库数据搬移的能耗特征化。

2.如权利要求1所述的一种面向数据库应用的数据搬移的能耗特征化方法，其特征在于，所述步骤2)的具体过程为：

2.1)建立基准测试集；

2.2)根据建立的基准测试集以及得到的数据库不同微部件上的数据搬移事件发生次数与单位能耗之间的线性关系，测量得到单位数据从L1D缓存向寄存器搬移的基础能耗E_L1D、CPU因数据搬移而停顿产生的基础能耗E_stall、数据从L2缓存、L3缓存和主存向寄存器搬移的基础能耗E_L2、E_L3、E_mem以及数据从寄存器向L1D缓存搬移的基础能耗E_Reg→L1D。