Using stochastic optimization for CPU frequency regulation in Android OS

Abstract

Целью данной работы является разработка алгоритма динамического изменения частоты процессора смартфона (алгоритма DVFS) с использованием стохастической оптимизации и его апробация на реальном мобильном устройстве с целью минимизации потребляемой энергии. В рамках работы проведен обзор предметной области, описаны и классифицированы основные алгоритмы изменения частоты используемые в современных смартфонах, разработана математическая модель состояния устройства и на ее базе реализован алгоритм стохастической аппроксимации, позволяющий динамически определять наиболее энергоэффективную частоту в текущий момент времени. Разработанный алгоритм был апробирован на устройстве Xiaomi Redmi Note 8 Pro, а также был проведен ряд тестов, доказывающих эффективность разработанного подхода.

This work focuses on developing a new algorithm for dynamic CPU frequency scaling of a smartphone (DVFS algorithm) based on a stochastic optimisation approach and approbation of this algorithm on a real mobile phone to minimize its energy consumption. An overview of the subject area was carried out, the existing DVFS algorithms were described and classified, a mathematical model of smartphone state was developed and a stochastic approximation algorithm was created based on this model. Finally, the resulting algorithm was implemented on a Xiaomi Redmi Note 8 Pro smartphone and some tests proving algorithm efficiency were carried out.