A DVFS Energy-Aware Web Browser

Abstract

최근 들어 스마트폰을 통한 웹 브라우저 사용이 보편화되면서 스마트폰의 웹 브라우저에 여러 가지 기능이 추가되었으며, 스마트폰 웹 브라우저 에너지 소비가 전체 스마트폰 전력 소비에서 큰 부분을 차지하게 되었다. 이에 따라서, 본 논문에서는 웹 브라우저 사용에 따른 스마트폰의 전력 소비를 감소시키기 위해서 다음과 같은 두 가지 기술을 제안한다. 첫 번째로 우리는 다양한 웹 페이지 요소를 위해 무작위로 동작되는 웹 브라우저의 작업 흐름을 묶어 두 분류(입출력 바운드 작업과 중앙처리장치 바운드 작업)로 나누어서 네트워크 어댑터를 유휴 상태로 빠르게 변경 시킴으로써 네트워크 어댑터의 에너지 소비를 감소시켰다. 두 번째로 우리는 동적 전압 주파수 스케일링 기반 알고리즘을 적용함으로써 중앙처리장치의 에너지 소비를 감소시켰다. 동적 전압 주파수 스케일링 기반 알고리즘은 중앙처리장치가 웹 페이지 로드(입출력 바운드 작업) 시에는 낮은 주파수로 동작하게 하고, 렌더링(중앙처리장치 바운드 작업) 시에서는 최적의 주파수로 동작하게 설계되었다. 최적의 주파수는 전통적인 중앙처리장치 전압 주파수 관리 방법과 동일한 속도로 렌더링 작업을 수행하면서, 더불어 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 주파수로 선정된다. 우리는 주파수 선정은 스마트폰이 웹 페이지를 로딩할 시에 클라우드를 통해서 계산되고, 렌더링 시에 스마트폰의 중앙처리장치에 적용될 수 있도록 설계하였다. 클라우드는 웹 페이지의 구성요소 분석과 회귀분석 모델을 통하여 렌더링을 위해 스마트폰을 위한 최적의 주파수를 예측한다. 본 논문에서는 제시된 에너지 소비 감소법을 실험하기 위해서 안드로이드 OS를 탑재한 삼성 갤럭시 S2를 사용하였다. 실험 결과, 전통적인 웹 브라우저 보다 더 긴 웹 페이지 로드 대기 시간을 갖지 않았으며, 무선랜 사용 시에는 웹 페이지 로드의 전력 소비가 12%가 감소하였고, 3G 네트워크 사용 시에는 웹 페이지 로드의 전력 소비가 14.5%가 감소하였다.