基于部分同步休假队列的三值光计算机的性能与能耗平衡优化

《Scientific Reports》：Performance and energy consumption balanced optimization of ternary optical computers based on partially synchronous vacation queuing

　　

摘要

本文针对实际的三进制光计算机系统中如何平衡高实时性能与低能耗这一核心问题进行了研究，这些系统存在由硬件引起的状态切换开销，包括切换延迟和切换能耗。通过引入部分同步休假机制，我们提出了一种新的三进制光计算机任务调度策略以及相应的三阶段排队模型。以无休假方案为基准，我们深入分析了在泊松流量条件下，关键系统参数对排队性能、总能耗和社会效用的影响。数值结果表明，通过调整可启用休假的处理器数量及与休假相关的参数，所提出的模型能够在不同的任务到达率下实现最优的社会效用。额外的突发流量实验进一步证明了该模型在现实世界中波动的工作负载下的稳定性。这项工作为三进制光计算机系统的性能-能耗双目标优化提供了新的理论依据和实用的调度指导。