update low-power subtopic and evidence framing

This commit is contained in:
2026-09-22 13:46:16 +08:00
parent 67297c66bf
commit 7bcd140cdb
8 changed files with 134 additions and 25 deletions
+41 -7
View File
@@ -14,6 +14,8 @@
本研究评估的是:RTOS 在智能负载进入任务关键系统后,对系统秩序、时序边界与资源边界的维持能力。
在这条主线之下,项目另设一个**面向小型化与低功耗方向的应用副课题**。这一副课题不改变“大型跨平台实时操作系统”作为研究对象的定位,主要用于在 `T5/T4` 两类部署形态中集中观察:当系统同时受到功耗、体积、散热与内存预算约束时,RTOS 对人工智能目标负载与关键保障负载双目标达标能力的支撑边界。
---
## 1. 问题空间:五类部署形态、五种算力基础与三类系统负载
@@ -28,10 +30,12 @@
| T4 设备端 SoC | 设备本体内的统一内存异构平台 | 工业 SoC、车规 SoC、端侧 AI 模组 | CPU/NPU/GPU 共享资源与带宽隔离 |
| T3 边缘节点 | 设备附近的就地计算节点 | 边缘盒子、边缘工控机、Jetson/IGX 节点 | 近源推理、多任务并发、热与供电约束 |
| T2 桌面 / 工作站单机 | 单机高密度本地推理与研发验证平台 | RTX 工作站、多 GPU 单机、实验室服务器 | 单机多卡调度、互联拓扑与公平性 |
| T1 服务器 / 集群 | 多节点大模型服务与分布式协同平台 | x86/ARM 服务器、多 GPU、多节点集群 | 跨节点通信、分布式调度与规模扩展 |
| T1 服务器 / 集群 | 面向任务关键场景的分布式协同计算平台 | x86/ARM 服务器、多 GPU、多节点集群 | 跨节点通信、分布式协同与规模扩展 |
这五类部署形态首先依据**部署位置与系统角色**划分,其次才是容量和功耗。
其中,`T1` 不表示通用训练机房或公网高吞吐推理集群,而是任务关键系统中的机架式协同计算平台。它承担的是全局状态管控、多源信息融合推理和跨节点决策协同等任务。
### 1.2 五种算力基础
| 算力基础 | 资源形态 | 代表平台 | 对 RTOS 的主要挑战 |
@@ -77,7 +81,7 @@
│ 调度器、中断管理、同步机制、时钟、内存、隔离与恢复机制 │
├───────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ L1 硬件与互联层 │
│ SoC、加速器、统一内存、显存、缓存、总线、NVLink、网络互联 │
│ SoC、加速器、统一内存、显存、缓存、总线、NVLink、网络互联、PTP │
└───────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
@@ -113,6 +117,11 @@ FFN / 设备计算 → 可流水化计算任务
- 哪些资源需要隔离;
- 哪些竞争会直接破坏关键保障负载。
这里还要明确区分两类执行单元:
- CPU 侧软件任务、系统调用、中断处理和资源治理逻辑,处于 RTOS 可调度与可分析范围;
- GPU/NPU 等加速器内部算子流水线、显存调度和设备微架构执行行为,由驱动与硬件管理,不属于 RTOS 内核直接控制域。
---
## 3. 研究主线:实时保障机制
@@ -134,7 +143,28 @@ FFN / 设备计算 → 可流水化计算任务
> **RTOS 能否在多类目标负载并存时,让系统继续有边界。**
### 3.1 研究方法总述
### 3.1 面向小型化与低功耗方向的应用副课题
在六个机制方向之外,项目设置一条面向应用落点的专题线:
> **面向小型化与低功耗方向的应用副课题。**
这条副课题主要聚焦 `T5` 控制端与 `T4` 设备端 SoC 两类部署形态,重点关注下面四类约束同时成立时的系统表现:
1. **功耗预算刚性**:整机输入功率、空闲功耗与单位任务能耗需要被明确约束;
2. **体积与散热受限**:被动散热、轻量散热或设备本体内封装条件下的持续运行能力;
3. **内存与带宽预算有限**:统一内存、片上 NPU/GPU 与 CPU 共享资源时的竞争边界;
4. **关键保障任务不可退让**:控制回路、联锁与外部接口时序边界必须持续满足。
这条副课题不与“推理图任务调度、KV Cache 与内存管理、加速器协同调度、量化与精度感知调度、中断与实时性保障、能耗与热管理”六个机制方向并列。它的作用是把这些机制组织成一个更聚焦的应用观察窗口,用于回答:
- 小型化与低功耗系统是否仍能承载人工智能目标负载;
- RTOS 在严格功耗与散热预算下如何维持关键保障负载边界;
- 哪些机制组合最能体现 RTOS 相对普通 Linux 与 PREEMPT_RT Linux 的差异。
因此,这一副课题承担的是“应用聚焦与证据收束”的角色,而不是新的并列机制方向。
### 3.2 研究方法总述
为了回答这个问题,研究方法采用一条统一证据链:
@@ -147,6 +177,8 @@ FFN / 设备计算 → 可流水化计算任务
因此,本研究最终给出的是一套可复现、可比较、可解释的系统级证据链。
这套统一框架统一的是研究对象定义、负载建模、评估指标与对照方法,不预设同一套机制会在所有档位取得同等收益。研究结论将以有效区间、失效边界和贡献来源的形式展开。
---
## 4. 评价框架:双目标达标 + 系统协同稳定
@@ -239,10 +271,12 @@ FFN / 设备计算 → 可流水化计算任务
## 8. 预期研究成果
1. **理论层**:任务关键系统中人工智能目标负载的实时保障问题定义与评价框架;
2. **机制层**:围绕调度、隔离、内存、中断、能耗的 SylixOS 实时保障机制;
3. **方法层**:覆盖 `T5~T1` 五类部署形态的统一实验方法学;
4. **数据层**:普通 Linux、PREEMPT_RT 与 SylixOS 的跨档位实测对照数据;
5. **论文层**:面向 RTSS、RTAS、EMSOFT、ISLPED 等方向的系统化论文与报告。
2. **分析层**:面向人工智能目标负载与关键保障负载共存场景的可调度性建模、响应时间分析与边界推演方法;
3. **机制层**:围绕调度、隔离、内存、中断、能耗的 SylixOS 实时保障机制;
4. **方法层**:覆盖 `T5~T1` 五类部署形态的统一实验方法学;
5. **数据层**:普通 Linux、PREEMPT_RT 与 SylixOS 的跨档位对照数据与边界证据;
6. **应用层**:面向小型化与低功耗系统的专题化验证结论、边界解释与应用归纳;
7. **论文层**:面向 RTSS、RTAS、EMSOFT、ISLPED 等方向的系统化论文与报告。
---