android - Android进程内存使用与电池消耗的相关性

Question

我终于想出了一种方法来获取单个进程的 TotalPss。现在我关心的是，如何找到每个 android 进程的电池消耗量，如果没有直接的方法可以找到，每个进程的内存使用量和电池消耗量之间是否存在相关性？任何我可以研究的研究论文？

Answer 1

是的，就内存访问次数而言，内存使用量与能耗之间存在正相关关系。换句话说，访问的内存越多，消耗的能量就越多。

然而，能源消耗在很大程度上取决于应用程序与之交互的其他硬件组件(例如 CPU、显示器、 radio 、GPS 等)的能源使用情况，因为它通过 Android 平台 API、虚拟机、和操作系统。这是因为内存不是在真空中使用的，研究表明，与用作应用程序执行的其他硬件组件相比，RAM 消耗的能量相对较少。换句话说，如果正在发生内存访问，那是因为 CPU 正在执行，这比 CPU 处于空闲状态消耗更多的能量。

例如，请考虑以下基于 HTC Dream (G1) 和 Nexus One 设备测试的引用，来自:

[29] Aaron Carroll 和 Gernot Heiser，“智能手机功耗分析”，在 2010 年 USENIX 年度技术 session USENIX session 论文集上发表，马萨诸塞州波士顿，2010 年。 http://www.nicta.com.au/pub?doc=3587

"The RAM, audio and flash subsystems consistently showed the lowest power consumption. While our micro-benchmarks showed that the peak power of the SD card could be substantial ( 50 mW), in practice the utilisation is low enough such that on average, negligible power is consumed. Even video playback, one of the more data-intensive uses of mobile devices, showed SD power well under 1 % of total power. RAM has similar characteristics; micro-benchmarks showed that RAM power can exceed CPU power in certain workloads, but in practical situations, CPU power overshadows RAM by a factor of two or more. Audio displayed a largely static power consumption in the range of 28–34 mW. Overall, RAM, audio and SD have little effect on the power consumption of the device, and therefore offer little potential for energy optimisation."

正如这篇论文和其他论文所说(请参阅本文末尾的完整引用列表)，能耗取决于应用程序用例场景，以及您的应用程序和其他硬件组件在执行期间使用其他硬件组件的频率和持续时间。在您的应用程序执行时正在上下文切换的应用程序。

仅通过软件测量能耗是非常困难的。 Kristopher 提到的 Epof 论文可能是我在这方面看到的最新和最完整的工作:

[38] Abhinav Pathak、Y. Charlie Hu 和 Ming Zhang(2012 年)，“使用 Eprof 对智能手机进行细粒度能源核算”，EuroSys'12，瑞士伯尔尼，2012 年 4 月 10 日至 13 日。 http://research.microsoft.com/en-us/people/mzh/eurosys-2012.pdf

截至 2012 年初，作者计划在今年晚些时候将他们的软件作为开源软件发布，但我不知道目前情况如何。

另一篇要检查的论文是产生 PowerTutor app on Google Play 的论文，它是密歇根大学和谷歌之间的合作:

[34] Lide Zhang、Birjodh Tiwana、Zhiyun Qian、Zhaoguang Wang、Robert P. Dick、Zuoqing Morley Mao 和 Lei Yang，“基于智能手机的准确在线功率估计和自动电池行为的功率模型生成”，发表在第八届 IEEE/ACM/IFIP 硬件/软件协同设计和系统综合国际 session ，美国亚利桑那州斯科茨代尔，2010 年。 http://static.googleusercontent.com/external_content/untrusted_dlcp/research.google.com/en/us/pubs/archive/39990.pdf

他们只进行软件能源使用建模，但要产生准确的结果，必须首先在特定设备上开发模型，而不仅仅是使用软件。

如果您问的是进程消耗的内存量与能源使用量之间的相关性，我不记得曾遇到过专门对此进行测量的论文。但是，通常我会认为内存消耗较大的进程也需要更多的 CPU 周期来执行以利用此内存，这会导致更大的能耗。

今年早些时候，我将 my dissertation 放在了智能移动软件上，以节省基于位置的服务的能源，并阅读了大量关于移动能源消耗和过程分析的论文。以下是我引用的引用文献，它们也讨论了移动应用程序上下文中的一般能源消耗，以防它们有用。

[26] Jeff Sharkley (2009)，“Coding for Life--Battery Life, That Is”，Google I/O 2009，旧金山，加利福尼亚，2009 年 5 月 27 日。 http://www.google.com/events/io/2009/sessions/CodingLifeBatteryLife.html

[27] Robert Mayo 和 Parthasarathy Ranganathan，“移动设备中的能源消耗:为什么 future 的系统需要要求——有意识的能量缩减——有电力意识的计算机系统”。卷。 3164, B. Falsafi 和 T. VijayKumar, Eds., ed: Springer Berlin/Heidelberg, 2005, pp. 301-463。 http://goo.gl/8ClFQ

[28] Gerard Bosch Creus 和 Mika Kuulusa，使用内置功率分析优化移动软件:Springer，2007 年。 http://goo.gl/YlNmU

[29] Aaron Carroll 和 Gernot Heiser，“智能手机功耗分析”，在 2010 年 USENIX 年度技术 session USENIX session 论文集上发表，马萨诸塞州波士顿，2010 年。 http://www.nicta.com.au/pub?doc=3587

[30] Aqeel Mahesri 和 Vibhore Vardhan，“现代笔记本电脑的功耗分割 - 节能计算机系统”。卷。 3471, B. Falsafi 和 T. VijayKumar, Eds., ed: Springer Berlin/Heidelberg, 2005, pp. 165-180。 http://goo.gl/D7XDL

[31] Rajesh Palit、Ajit Singh 和 Kshirasagar Naik，“可移植无线设备应用的能源成本建模”，在第 11 届无线和移动系统建模、分析和仿真国际研讨会论文集上发表，温哥华，英国加拿大哥伦比亚，2008 年。 http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1454562

[32] T. Farrell、R. Lange 和 K. Rothermel(2007 年)，“使用基于早期距离的报告对移动对象进行节能跟踪”，在移动和无处不在的系统:网络和服务，2007 年。MobiQuitous 2007 年。第四届年度国际 session ，第 1-8 页，2007 年 8 月 6-10 日。 http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=4450984&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D4450984

[34] Lide Zhang、Birjodh Tiwana、Zhiyun Qian、Zhaoguang Wang、Robert P. Dick、Zuoqing Morley Mao 和 Lei Yang，“基于智能手机的准确在线功率估计和自动电池行为的功率模型生成”，发表在第八届 IEEE/ACM/IFIP 硬件/软件协同设计和系统综合国际 session ，美国亚利桑那州斯科茨代尔，2010 年。 http://static.googleusercontent.com/external_content/untrusted_dlcp/research.google.com/en/us/pubs/archive/39990.pdf

[35] J. Eberle 和 GP Perrucci (2011)，“最先进智能手机定位方法的能量测量运动”，消费者通信和网络 session (CCNC)，2011 IEEE，第 937-941 页， 2011 年 1 月 9-12 日。 http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5766645&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5766645

[36] M. Kjaergaard (2012)，“最小化移动电话上基于位置的服务的功耗”，普适计算，IEEE，卷。 11 页。 67-73。 http://goo.gl/ymJuZ

[38] Abhinav Pathak、Y. Charlie Hu 和 Ming Zhang(2012 年)，“使用 Eprof 对智能手机进行细粒度能源核算”，EuroSys'12，瑞士伯尔尼，2012 年 4 月 10 日至 13 日。 http://research.microsoft.com/en-us/people/mzh/eurosys-2012.pdf