Moniydinprosessorin tehokkuutta voidaan parantaa lämmöntuotannon hallinnalla (Väitös: MS Kameswar Rao Vaddina, 23.5.2014, tietojärjestelmätiede)
MSc Kameswar Rao Vaddina tutki väitöstyössään lämmöntuotannon hallintaa mikroprosessoreissa. Työssä kehitettiin erilaisia tietoteknisiä menetelmiä joiden avulla voidaan analysoida ja optimoida lämmöntuotantoa. Lämmöntuotanto tulee olemaan tulevaisuudessa rajoittava tekijä prosessoreiden laskentakapasiteetin tehostamisessa.
Integroitujen piirien valmistusteknologian edistys on johtanut kulutuselektroniikan innovaatioihin ja alan kasvuun sekä tätä eksponentiaalista kasvua tukevan IT-infrastruktuurin kehittymiseen. Yksi vaikeimmista kasvua haittaavista tekijöistä on elektroniikkajärjestelmän suorittaman laskennan ja kommunikaation tuottama lämpö ja sen poisto järjestelmästä.
Piiriteknologian kehitys kohti pienempiä viivanleveyksiä ja tehotiheyden kasvu nostavat lämpötilaa järjestelmissä. Tämä johtaa monimutkaisiin jäähdytysteknisiin ratkaisuihin ja vaikuttaa sekä järjestelmän luotettavuuteen että suorituskykyyn. Lämpötilan alentamisesta on täten tullut tärkeä tekijä nykyaikaisten mikroprosessorisirujen suunnittelussa.
Vaddinan väitöskirjassa tarkastellaan planaaristen 2D-järjestelmien ja pinottujen 3D-järjestelmien lämmöntuoton haasteita eri tasoilla sekä kehitetään useita lämpömalleja ja johdetaan lämpötilakontrollin mittareita. Hän esittää itseajoittuva lämpötilan monitorointistrategian, joka perustuu prosessorin sisäisten lämpötila-anturien vapaaseen käyttöön.
Tarkka terminen mallinnus ja suunnittelunaikainen analyysi ovat keskeisessä asemassa, kun pyritään tutkimaan lämmöntuoton hallintaan liittyviä kysymyksiä järjestelmän suunnitteluprosessin varhaisissa vaiheissa. Tähän liittyen työssä analysoidaan kuparipohjaisten sirunsisäisten johtimien lämpötilaprofiilia. Profiili esittää moniydinprosessorin kolmiuloitteisen lämpömallin, jonka avulla voidaan tutkia niin sanottu kuumien pisteiden ja piisirukerrosten sijoittelun vaikutusta modernin monisirukotelon termiseen suorituskykyyn.
Perusajatuksena on ohjata suurin osa tiedonsiirtoon liittyvästä piiriaktiviteetista sirulle, joka on lähimpänä jäähdytyselementtiä.
***
Perjantaina 23. toukokuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (ICT-talo, auditorio Beta, Joukahaisenkatu 3-5) julkisesti tarkastettavaksi Master of Science Kameswar Rao Vaddinan väitöskirja "Thermal-Aware Networked Many-Core Systems" (Lämpötilatietoiset verkotetut moniydinjärjestelmät). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Peeter Ellervee Tallinnan teknillisestä yliopistosta ja kustoksena yliopistonlehtori Juha Plosila.
MSc Kameswar Vaddina on syntynyt 1978 Intiassa. Master of Science -tutkinnon hän suoritti 2007 Linköpingin yliopistossa Ruotsissa. Väitös kuuluu tietojärjestelmien alaan.