Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-02-04T18:55:15Z No. of bitstreams: 1 DIS_VIVIANE_LINCK_LARA_COMPLETO.pdf: 10477924 bytes, checksum: 092f88ba6468650374664bacdbcdb4df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-04T18:55:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_VIVIANE_LINCK_LARA_COMPLETO.pdf: 10477924 bytes, checksum: 092f88ba6468650374664bacdbcdb4df (MD5) Previous issue date: 2013-11-25 / Solving Systems of Linear Equations is important in several domains. In many cases, it is necessary to employ verified computing to achieve reliable results. With the support of High Performance Computing (HPC), solve efficiently huge linear systems with Verified Computing has become possible. Recently, HPC researchers have started to investigate solutions focused not only in performance but also in energy efficiency as well. In this context, the main goal of this work is to propose the use of DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) technique to change the CPU frequency during the execution of a solver that employs Verified Computing. Furthermore, this works intends to present a case study aiming at verifying if the use of DVFS can provide a reduction on energy consumption without perfomance and accuracy being compromised. Initially, a study about the FastPILSS solver was carried out to evaluate its accuracy, performance and energy consumption over several different input matrices. After that, we observed that the use of DVFS does not affect accuracy. Analysing the results, no reduction in energy consumption using the powersave governor was observed if compared to the energy consumption using the performance governor. This occurs due to the significant increase in execution time. When the frequency was changed in isolated steps of the solver algorithm, it was possible to reduce up to 3,29% the energy consumption for dense matrices during the approximate inverse calculation. / A resolu??o de Sistemas de Equa??es Lineares Alg?bricas (SELAs) ? importante em diversos dom?nios do conhecimento. Em muitos casos, o uso de Computa??o Verificada ? necess?rio para garantir que os resultados sejam confi?veis. Com o aux?lio da Computa??o de Alto Desempenho, a resolu??o mais eficiente de SELAs de grande porte com o uso da Computa??o Verificada tornou-se poss?vel. Atualmente, a ?rea de Alto Desempenho tem buscado solu??es que considerem, al?m do desempenho, a efici?ncia energ?tica. Nesse sentido, o objetivo do trabalho ? utilizar a t?cnica DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) para modificar a frequ?ncia do processador na execu??o de um solver de SELAs de Alto Desempenho com verifica??o do resultado. Al?m disso, realizar um estudo de caso que permita avaliar se o uso de DVFS reduz o consumo de energia, bem como avaliar de que maneira o desempenho e a exatid?o podem ser comprometidos. Inicialmente, foi realizado um estudo de caso sobre o solver FastPILSS, analisando exatid?o, desempenho e consumo de energia. Depois disso, verificou-se que a utiliza??o de DVFS n?o afetou a exatid?o. Com a an?lise dos resultados, observou-se que n?o houve redu??o do consumo de energia ao utilizar o governador em powersave se comparado ao consumo de energia com o governador em performance. Esse comportamento pode ser atribu?do ao significativo aumento no tempo de execu??o. Ao realizar a altera??o de frequ?ncia em pontos isolados no algoritmo do solver, observou-se que tendo como entrada matrizes do tipo densas durante a realiza??o do c?lculo da inversa aproximada, obt?m-se redu??o de no m?ximo 3,29% no consumo de energia.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:50:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 448653.pdf: 3845852 bytes, checksum: 42fed21d426d0772e6f918691f47833c (MD5) Previous issue date: 2013-03-13 / Recent advances in High Performance Computing have opened a wide range of new research opportunities. Modern parallel and distributed architectures present each time more and more processing units seeking for a higher computational power. At the same time, the gain of performance obtained with those platforms is followed by an increase in energy consumption. In this scenario, researches in energy efficient high performance environments have emerged as a way to find the causes of excessive energy consumption and propose alternative solutions. Nowadays, one of the most representative high performance platforms is the computational grid which is used in many scientific and academic projects all over the world. In this work, we propose the use of energy-aware scheduling algorithms to efficiently manage the energy consumption in computational grids trying to avoid excessive performance losses. Our solution is based on: (i) an efficient management of idle resources; (ii) a clever use of active resources; (iii) the development of a procedure to accurately estimate the energy consumed in a given platform; (iv) the proposal of several new energy-aware scheduling algorithms for computational grids. We evaluate our approach using the SimGrid simulation environment and we compared our algorithms against five traditional scheduling algorithms for computational grids that are not energy-aware and one new algorithm recently proposed in the literature that deals with energy consumption issues. Our results show that in some experimental scenarios using our algorithms it is possible to achieve up to 221,03% of reduction in the energy consumption combined with 34,60% of performance loss. This example confirms our assumption that it is possible to significantly decrease the energy consumption on a grid platform without compromising proportionally the performance. / Os recentes avan?os da Computa??o de Alto Desempenho abrem um largo espectro de possibilidades para as pesquisas na ?rea. Arquiteturas paralelas e distribu?das modernas apresentam cada vez mais capacidade de processamento em busca de um maior poder computacional. Ao mesmo tempo, o ganho de desempenho obtido com as plataformas ? seguido por um aumento do consumo de energia. Neste cen?rio, pesquisas sobre efici?ncia energ?tica em ambientes de alto desempenho t?m surgido como uma forma de encontrar as causas e propor solu??es para o consumo excessivo de energia. Atualmente, uma das mais representativas plataformas de alto desempenho ? a grade computacional, que ? usada em muitos projetos cient?ficos e acad?micos em todo mundo. Neste trabalho, propomos o uso de algoritmos de escalonamento de tarefas energeticamente eficientes para a gest?o do consumo de energia em grades computacionais sem causar perdas significativas de desempenho. A solu??o ? baseada em: (i) gest?o eficiente de recursos ociosos; (ii) uso inteligente de recursos ativos; (iii) desenvolvimento de um mecanismo para estimar com precis?o a energia consumida por uma determinada plataforma; (iv) proposta de novos algoritmos de escalonamento energeticamente eficientes para grades computacionais. A abordagem criada foi avaliada utilizando o ambiente de simula??o SimGrid. Comparamos nossos algoritmos com cinco algoritmos de escalonamento tradicionais para grades computacionais, que n?o consideram quest?es de energia, e um algoritmo recentemente proposto na literatura que lida com quest?es de consumo de energia. Os resultados mostram, em alguns cen?rios, uma redu??o no consumo de energia de 221,03%, combinada com uma perda de desempenho de 34,60%, com o uso de um dos algoritmos desenvolvidos neste trabalho. Este exemplo confirma a nossa hip?tese de que ? poss?vel reduzir significativamente o consumo de energia em uma grade computacional sem comprometer de forma proporcional o desempenho.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 400272.pdf: 1333432 bytes, checksum: 0cda6c91819b7e219551540b1004c734 (MD5) Previous issue date: 2008-01-29 / O principal objetivo deste trabalho foi estimar o impacto de a??es de GLD na transmiss?o e distribui??o de energia el?trica em uma regi?o localizada no sul do Brasil. O presente estudo foi baseado em dados coletados dos maiores consumidores do litoral sul do estado do Rio Grande do Sul. Estes dados mostraram que a carga de maior impacto para regi?o tem origem no bombeamento de ?gua usado na lavoura de arroz irrigado, comum na regi?o. Baseado em v?rias caracter?sticas desta carga espec?fica foram propostas e avaliadas a??es de GLD que mostraram: melhoria na confiabilidade de fornecimento, redu??o nos investimentos futuros para expans?o do sistema, posterga??o na instala??o de novas subesta??es, energia economizada e redu??o na demanda de ponta. As analises das a??es de GLD foram baseadas nos resultados obtidos em a??es da mesma natureza em outras regi?es do Rio Grande do Sul. Baseado nos principais valores obtidos com estas a??es, foi poss?vel estimar a quantidade de energia economizada, demanda reduzida e seus custos associados. Estes valores calculados s?o apresentados em uma base individual por alimentador e subesta??o do sistema el?trico estudado. O estudo conclui que as a??es de GLD permitiriam reduzir 12,22 MW de demanda durante o hor?rio de ponta do sistema. Al?m disso, possibilitaria em torno de 21.783,61 MWh de energia economizada por ano, levando em considera??o somente os levantes hidr?ulicos da regi?o. Estes resultados foram comparados com os custos de a??es de expans?o na oferta de energia que aproveitariam as potencialidades da regi?o, como a implanta??o de uma usina e?lica, por exemplo. Considerando que em geral a ponta da curva de carga do sistema el?trico ? atendida por um mercado marginal de energia, os investimentos na expans?o do sistema podem tornar-se cada vez mais onerosos quanto menor for o fator de carga da demanda atendida, devido ? demora no retorno do investimento. Sob este aspecto, este trabalho mostra que a??es de GLD podem ter um efeito positivo na curva de carga di?ria do sistema el?trico, modelando a mesma, otimizando o fator de carga.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 401161.pdf: 3203510 bytes, checksum: 5f982969daeb4904827ef17bc67ef11c (MD5) Previous issue date: 2008-03-10 / Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de economia de energia no Setor Hospitalar da Regi?o Sul do Brasil, bem como os impactos quanto ? mitiga??o de di?xido de carbono na atmosfera, alcan?ados atrav?s das redu??es no consumo de eletricidade. Para tanto a pesquisa contou com dezesseis hospitais, cada qual com seu diagn?stico energ?tico elaborado pelo Grupo de Efici?ncia Energ?tica da PUCRS. Al?m disso, o trabalho utilizou dados do DATASUS e do IBGE. Os c?lculos para a estima??o dos valores populacionais seguiram metodologias baseadas na estat?stica, onde, primeiramente, calcularam-se as m?dias aritm?ticas de: consumo e demanda antes de projetos de efici?ncia energ?tica, redu??es de consumo e demanda ap?s as a??es de efici?ncia energ?tica e investimento, todos relacionados com o n?mero de leitos dispon?vel ? interna??o. Posteriormente, atrav?s do c?lculo da regress?o linear, foi encontrado o consumo estimado de cada um dos hospitais da Regi?o Sul do pa?s e, somados os dados individuais, obtiveram-se os valores para a popula??o. Estes valores foram comparados com os encontrados por meio da m?dia a fim de se verificar a pertin?ncia dos mesmos. Como resultados, encontrou-se para a popula??o um consumo anual de 548 GWh e uma demanda de energia de 112 MW, onde, realizando a??es de efici?ncia energ?tica alcan?a-se uma redu??o de 171,5 GWh de consumo e 43,5 MW de demanda, necessitando-se de um investimento de R$ 157,08 milh?es. Levando em conta os custos evitados para a amplia??o do sistema el?trico no intuito de atender a mesma demanda, este investimento seria pago em 3,6 anos. No que tange aos impactos ambientais, com tais a??es de conserva??o de energia, evita-se a emiss?o de 164 mil toneladas de CO2 por ano. Assim, este trabalho mostra a grande import?ncia de se combater o desperd?cio de energia el?trica no setor e os benef?cios que as a??es de conserva??o de energia trariam para a sociedade.