GPU功耗管理策略与动态调频技术 · 课程目录

01GPU功耗管理概述

GPU功耗问题的由来 · 功耗管理重要性 · 现代GPU功耗挑战

02GPU功耗模型基础

动态功耗与静态功耗 · CMOS功耗公式 · 功耗与频率/电压的关系

03DVFS技术原理

动态电压频率调整(DVFS)基本概念 · 工作流程 · 硬件支持

04GPU频率调节机制

P-state与频率档位 · 频率调节器类型 · ondemand与conservative策略

05GPU电压调节技术

电压域划分 · 自适应电压调节(AVS) · 电压降补偿技术

06GPU功耗测量方法

片上功耗传感器 · 电流检测电阻法 · 软件功耗估算模型

07GPU温度管理

热设计功耗(TDP) · 温度传感器布局 · 热节流(throttling)机制

08动态调频算法(上)

PID控制器在调频中的应用 · PID参数整定 · 响应速度与稳定性权衡

09动态调频算法(下)

基于机器学习的调频预测 · 强化学习在DVFS中的应用 · 在线学习策略

10GPU工作负载分类

计算密集型 · 内存密集型 · 混合型负载 · 负载特征提取

11实时功耗监控系统

监控架构设计 · 数据采集频率 · 日志分析与可视化

12GPU功耗管理策略(上)

性能优先策略 · 功耗限制策略 · 平衡策略

13GPU功耗管理策略(下)

多GPU协同功耗管理 · 异构计算功耗分配 · 能效比优化

14GPU时钟门控技术

时钟门控原理 · 细粒度门控 · 粗粒度门控 · 门控使能条件

15GPU电源门控技术

电源门控原理 · 休眠状态(睡眠/深度睡眠) · 唤醒延迟与功耗权衡

16GPU内存功耗优化

显存频率调节 · 显存电压调节 · 内存自刷新模式 · 带宽适配

17GPU计算单元功耗管理

SM/CU动态开关 · 线程束调度与功耗 · 指令级功耗优化

18GPU互联与I/O功耗

NVLink/PCIe链路功耗管理 · 链路宽度调节 · 链路频率调节

19GPU功耗管理API

NVIDIA Management Library(NVML) · AMD ROCm SMI · Intel Level Zero

20操作系统级功耗管理

Linux CPUFreq框架 · GPU设备驱动中的功耗管理 · ACPI接口

21用户态功耗控制工具

nvidia-smi详解 · radeontop使用 · powertop分析

22数据中心GPU功耗管理

服务器级功耗封顶 · 机架级功耗协调 · PUE优化

23移动端GPU功耗管理

手机GPU调频策略 · 电池续航优化 · 热舒适度管理

24自动驾驶GPU功耗管理

车规级功耗要求 · 实时性约束 · 功能安全与功耗

25GPU功耗仿真与建模

功耗模拟器(GPGPU-Sim) · 功耗模型校准 · RTL级功耗评估

26GPU功耗管理前沿技术

近阈值计算(NTC) · 自适应体偏置 · 3D堆叠与功耗

27挑战与趋势

暗硅问题 · 功耗墙 · 量子隧穿漏电 · 新型材料

28实验(一) NVML监控

使用NVML编写功耗监控程序 · 实时数据采集与绘图

29实验(二) DVFS控制器

实现自定义DVFS控制器 · PID调频算法实现与测试

设计完整的GPU功耗管理系统 · 策略评估与优化报告