Intel Energy Profiler for Androidの使用開始

特定のアプリケーションが競合するアプリケーションよりも多くの電力を消費する場合、ユーザーはすぐにこれに気付き、適切な選択を行います。 そのため、各開発者は、自分のプログラムがタブレットPCやスマートフォンのバッテリーを確実に処理することが重要です。 Intel System Studioに含まれているツールは、この重要なビジネスに役立ちます。

復習

専用システム向けのインテルVTuneアンプを使用すると、AndroidおよびWindowsオペレーティングシステム向けの組み込みLinuxプラットフォーム向けに設計されたアプリケーションの消費電力を最適化できます。 これは、Intel Energy Profilerを使用して実行される分析のおかげで行われます。



エネルギー消費を理解することにより、バッテリー電力を浪費するアプリケーションシナリオを特定できます。 分析の最終結果はコードの最適化であり、1回の充電でデバイスの寿命が大幅に延びます。



Intel Energy Profilerを使用すると、低電力モードでのデバイスの動作を監視し、これらのモードを終了する理由を分析できます。 プロファイラーは、プロセッサーのクロック速度の変化の調査に役立ちます。 これは、システムの電源の問題を特定するのにも役立ちます。 さらに、データの視覚化がサポートされているため、エネルギー消費を削減するために行われた改善をすばやく確認および評価できます。

ターゲットプラットフォームとホストシステム

この記事では、WindowsコンピューターにインストールされたIntel System Studioに含まれているツールを使用して、ターゲットAndroidプラットフォームでの電力プロファイリングプロセスについて説明します。 この資料には、Linuxにインストールされているシステムを操作する機能に関するコメントも含まれています。 Mac OSにインストールされたシステムも同様の方法で動作しますが、Macでは実験しませんでした。 この記事で利用できるスクリーンコピーは、Windowsを実行しているコンピューターで作成されました。

必要なドライバーを確認する

Energy Profilerには、Androidデバイスの操作を担当するコンポーネントがいくつかあります。



1つはAndroidカーネルレベルのドライバーで、システムのアクセス許可レベルが必要です。 とりわけ、これらのドライバーがカーネルで構築され、デバイス上に既に存在する場合。 そのため、必要な権限があることを確認できます。



次のコンポーネントは、ドライバーと対話する低レベルのアプリケーションです。 コマンドラインからアプリケーションを操作できます。 特に、デバイスからデータを収集します。 このアプリケーションは、一般にIntel SoC Watch Data Collectorと呼ばれます。 socwatchコマンドを使用してアクセスし、ADBスクリプトを使用してコレクターをデバイスにインストールできます。



そして最後に、インテルVTuneアンプのユーザーインターフェイスに組み込まれているデータ視覚化用コンポーネント。 コマンドライン経由でIntel SoC Watchを使用してエネルギー分析データを収集し、Intel VTune Amplifierグラフィカルツールを使用せずに情報を手動で処理することは完全に受け入れられます。 そのため、消費電力の最適化に関する多くの研究では、Intel SoC Watchのみが参照され、Intel Energy Profilerは参照されません。



使用するデバイスに必要なドライバーがインストールされているかどうか、および必要なデータ収集ツールのバージョンを確認するには、adbシェルを開いて、ディレクトリに/ lib / modules /または/があるかどうかを確認する必要がありますシステム/ lib /モジュール/ドライバーファイルSOCWATCHx_x.ko。





SOCWATCHドライバーの存在をデバイスで確認する例



確認後、この例で使用するデバイスでは、ドライバーがシステムイメージに既に含まれていることがわかりました。 /lib/modules/SOCWATCH1_3.koにあります。 ドライバーファイル名により、データを収集するために使用するインテルSoCウォッチのバージョンを理解できます。 これはバージョン1.3です。



ファイル名がSOCWATCH1_5.koのようであることが判明した場合、Intel SoC Watchバージョン1.5を使用する必要があります。 Android Lollipopでは、ドライバーはほとんどの場合、/ system / lib / modulesフォルダーにあります。 ただし、このバージョンのAndroidでは、両方のフォルダーを確認する価値があります。 たとえば、Android 5.0に更新されたIntel Atom Z3530 CPUを搭載したAsus Fonepad 8タブレットコンピューターでは、ドライバーは/ lib / modules /フォルダーにありました。



必要なドライバーがシステムで見つからない場合は、アセンブリ中にカーネルに含める必要があります。 これはこの記事の範囲を超えています。 このトピックに関する有用な情報は、「カーネルモジュールの構築」セクションのユーザーマニュアルに記載されています。 以下では、このガイドの入手先について説明します。 ドライバーがシステムカーネルと同じ署名を持っていることを確認するために、特に注意を払う必要があります。または、システムレベルのアクセス許可をドライバーに提供できる必要があります。

データ収集アプリケーションをインストールする

これで、ドライバーを確認した後、どのバージョンのデータ収集アプリケーションを使用する必要があるかが明らかになったときに、このアプリケーションをデバイスにインストールするときがきました。 分析された各デバイスへのアプリケーションのインストールは1回だけ実行する必要があることに注意してください。



system_studio_target.tgzファイルを見つけます。 Intel System Studioのインストールフォルダーにあります。 配置されているディレクトリへのパスは、<ISS_install_dir> / Targetsのようになります。 ここで、<ISS_install_dir>はSystem Studioのインストールが実行されたフォルダーです。 Windowsを使用する場合、通常は「C：\ Program Files（x86）\ Intel \ System Studio yyyy.x.xxx」です。 Linuxでは、「opt / intel / system_studio_yyyy.x.xxx」。

ここで、yyyy.x.xxxは、インストールされたアプリケーションのセットのバージョン番号です。 前述の.tgzアーカイブには、WindowsまたはLinuxを実行しているホストシステムに必要なファイルが含まれています。 アーカイブはどこかで解凍する必要があります。その場合、アーカイブの内容を簡単に見つけることができます。 この例では、ディレクトリ「C：\ Users \ Public \ ISS-2015_SoCWatch」に解凍されました。



すでにIntel System Studio 2016のベータ版を使用している場合、必要なファイルは「C：\ Program Files（x86）\ Intel_sw_development_tools \ system_studio_2016.x.xxx \ Targets」にあります。



コマンドラインを使用して、デバイス上で以前に識別されたIntel SoC Watchドライバーのバージョンに対応する名前の、新しく解凍されたフォルダーの1つに移動します。 私たちの場合、これはフォルダー「C：\ Users \ Public \ ISS-2015_SoCWatch \ system \ studio \ target \ socwatch_android_v1.3d \」です。



このフォルダには、多くの有用な情報が含まれているユーザーガイドがあります。 ここには、特定のバージョンのデータコレクターで利用可能なオプションの説明と、ここで説明していることのほとんどをカバーするクイックスタートガイドがあります。 マニュアルには、結果の分析方法に関する情報も含まれています。



AndroidデバイスがUSB経由でコンピューターに接続されていることを確認し、インストールスクリプトを実行します。 Windowsで作業する場合、バッチファイルsocwatch_android_install.batを実行する必要があります。 Linuxでは、シェルスクリプトsocwatch_android_install.shが必要です。 これらのスクリプトをすでに使用している場合は、インストールが失敗したことを示すメッセージが表示されます。 したがって、間違ったバージョンのAndroidアプリケーションを誤ってインストールした場合、必要なバージョンをインストールする前に、adbシェルを使用してデバイスから/ data / socwatchフォルダーを削除する必要があります。 成功すると、デバイスにコピーされるファイルのリストが表示されます。





デバイスへのデータコレクターのインストール

データ収集

このプロセスの最も単純な形式での分析のためのデータの収集は、3つのステップで構成されています。 1つ目は、環境のセットアップです。 2番目は、ドライバーの読み込みです。 3番目は、データを収集するスクリプトを実行することです。

環境設定

この手順は、新しいADB接続がデータ収集デバイスに作成されるたびに実行する必要があります。



ADBを使用してデバイスに接続し、/ data / socwatchディレクトリに移動します。 ここに、setup_socwatch_env.shスクリプトがあります。 スクリプトを実行します。 操作中、現在の環境設定が画面に表示されます。 さらに、表示されたデータの中に、ドライバーをダウンロードする必要があることを示すリマインダーが表示されますが、これは次のステップで行います。 そして今、次のコマンドが必要です。

source ./setup_socwatch_env.sh
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

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 . ./setup_socwatch_env.sh
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

シェルスクリプトを使用してデータを収集するための環境を設定する

ドライバーのダウンロード

これは、デバイスを再起動する場合、データ収集の前に毎回行う必要があります。 同時に、ADBシェルを介して準備されたデバイスに新しい接続が確立された場合、ドライバーを再ロードする必要はありません。



このステップでは、ドライバーがデバイスのRAMにロードされ、デバイスでの検出が上記で行われました。 これは、insmodコマンドを使用して行われます。 この例では、ドライバーは/lib/modules/SOCWATCH1_3.koにあり、デバイス上に存在し、さらなる作業のためにダウンロードできます。 より確実にするために、ドライバーがロードされているかどうかを再度確認できます。 これは、lsmodコマンドを使用して行われます。 以下にその使用例を示します。

 insmod /lib/modules/SOCWATCHx_y.ko
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

Socwatchドライバーのダウンロードとダウンロードの確認



socwatchの一部のバージョンでは、追加のドライバー（socperf_xxx.ko）のダウンロードが必要です。 trueであるかどうかにかかわらず、set_socwatch_env.shスクリプトが実行された後に示されます。

スクリプトを実行してデータを収集する

このステップは、分析に新しいデータファイルが必要になるたびに実行する必要があります。 正確な起動パラメーターは、使用するデータコレクターのバージョン、デバイスの機能、および分析のために収集する必要がある情報の必要なセットによって異なります。 --helpオプションを使用すると、このツールの使用に関する簡単なヘルプを取得できます。 以下は、socwatchを起動する例です。

 ./socwatch --max-detail -f cpu -s 5 -t 30 -o ./results/GSG_examplerun
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

データ収集を開始



ここで、プログラムはプロセッサコアのC状態とP状態に関する情報を収集し、データ収集を開始する前に5秒待機します。 収集は30秒以内に実行されます。 結果は/ data / socwatch / results /フォルダーに表示され、ファイル名は「GSG_examplerun」で始まります。



AndroidデバイスをUSBケーブルでコンピューターに接続すると、デバイスの電力消費モードに影響する可能性が非常に高いことに注意してください。 そのため、コマンドが開始された直後、データ収集が始まる前にケーブルが切断されることがよくあります。 これは、たとえば、バックグラウンドタスクとnohupコマンドを使用して実行できます。 適切なコマンドは、「nohup ./socwatch＆」のようになります。 実行後、ケーブルを切断できます。



特定のアプリケーションが実行されている場合にのみデータを収集することが非常に望ましいことがよくあります。 これは、socwatch「-p」パラメーターを使用して実現できます。 このテクニックの詳細については、ユーザーマニュアルから、または--helpスイッチを使用して確認できます。

VTuneアンプで結果を視覚化する

Intel VTune Amplifierを使用して収集されたデータを分析するには、さらに2つの手順を実行する必要があります。 つまり、デバイスから収集したデータを含むファイルをコピーして、アプリケーションにインポートします。

デバイスからファイルをコピーする

デバイスからファイルをコピーするには、コマンドラインを使用して、これらのファイルを保存できるコンピューターディレクトリに移動する必要があります。 これは、Intel VTune Amplifierプロジェクトが保存されているフォルダー以外のフォルダーにすることをお勧めします。 実際には、これらのファイルはインポート時に自動的に正確にコピーされるため、デバイスから一時ディレクトリに転送することをお勧めします。



この手順を省略して、デバイス上のファイルに直接アクセスしようとすると（たとえば、ファイルへのパスの先頭が「デバイス名/内部ストレージ/データ」のように見える場合があります）、アクセス許可に関連するさまざまな制限のため、それらを操作することはできません。



デバイスからファイルをコピーするコマンドラインの一時ディレクトリに移動したら、adb pullコマンドを使用します。 正確なファイル名を覚えていない場合は、「adb shell ls / data / socwatch / results」などのコマンドでファイルのリストを取得できます。 必要なファイルをコピーしたコマンドの例を次に示します。

 adb pull /data/socwatch/results/GSG_examplerun.csv adb pull /data/socwatch/results/GSG_examplerun.sw1
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

テスト結果を含むファイルをコンピューターにコピーする

さらに分析するためにVTuneにデータをインポートする

このステップでは、デバイスからコピーされた拡張子.sw1のファイルのみが必要です。 .csvファイル（コンマ区切り値）は結果を含むテキストファイルであり、独自のデータ分析スクリプトまたは他のツールのデータソースとして使用できます。



Intel VTune Amplifierアプリを起動し、目的のプロジェクトをダウンロードします。 この製品に慣れていない場合は、記事「Intelligent VTune Amplifier for Specialty Systems」または類似のマニュアルを参照してください。 「ようこそ」タブで、「結果のインポート...」リンクをクリックします。 それ以外の場合は、[新しい分析]タブの[分析タイプ]セクションにある[エネルギー分析]グループに移動し、[データのインポート]をクリックします。



上記の手順は、Intel System Studio 2015 Update 1以降に適用されることに注意してください。 Intel System Studioの以前のバージョンを使用している場合、コマンドラインツールを使用してデータをインポートする必要がある場合があります。





[ようこそ]タブからデータをインポートする





分析タイプ選択画面からデータをインポートする



どちらの場合も、次のステップは「ファイルのインポートと結果の作成」タブです。 アプリケーションにインポートするデバイスからコピーされた.sw1ファイルへのパスを指定できるフィールドがあります。





インポート用のファイル選択タブ



ファイルを選択した後、[インポート]ボタンをクリックして、プログラムが表示可能なデータを分析および表示する方法を確認します。

結果の解釈

分析に使用できるデータは、テスト対象のデバイスのハードウェア、データコレクターのバージョン、および情報の収集に使用されるコマンドラインパラメーターによって異なります。



結果をロードすると、デフォルトで「Platform Power Analysis」ビューモードが選択され（通常は他のオプションはありません）、「Summary」タブが表示されます。 このタブでは、「経過時間」、つまりテスト時間、プロセッサコアの動作時間（通常はコア数にテスト時間を掛けたもの）などの有用な情報を見つけることができます。 また、プロセッサが低電力モードを終了するイベント（コアごとの1秒あたりのイベント）に関する情報もあります。 同じタブで、アクティブなニュークリアスの頻度に関する情報と、「それらを起こす」イベントの原因に関する情報を見つけることができます。



このコマンドを使用した後に取得したデータを分析する例を次に示します。

 ./socwatch --max-detail -f cpu -f device -f sys -t 30 -s 5 –o ./results/idleasleep
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

デバイスはUSBケーブルでコンピューターに接続され、ロックモードになっていて、画面がオフになりました。 予想どおり、結果は非常に少ないエネルギーを消費したことを示しています。





スリープモードにあったデバイス上のデータ



別の便利なブックマークは、相関メトリックです。 ここでは、さまざまな状態とイベントの時間レイアウトを確認できます。 ここで、目的の時間を簡単に拡大し、イベントの正確な時間枠とそれらの相互関係を調べることができます。 さらに、マウスポインターを関心のある領域にしばらく置くと、より詳細な情報を含むポップアップメッセージが表示されることに注意してください。 この瞬間を次の図に示します。





[システム相関メトリック]タブでデータを表示する



必要に応じて、同じウィンドウで2つのテストの結果を比較できます。 たとえば、このような手法を使用すると、同じ条件で実行された2つのデータ収集の結果を簡単に比較できます。 これは、改善があるかどうかを確認するため、または以前に取得した結果が再現できることを確認するために行います。



2つのテストの結果を比較するには、最初に両方のデータセットを個別にアプリケーションにインポートしてから、データ分析タブを閉じます。 このステップでは、Project Navigatorウィンドウで解析結果の名前を変更して、操作しやすいようにすることをお勧めしますが、これは必須ではありません。 次に、「結果の比較」アイコンを使用して、比較する分析結果を指定する必要があります。 アプリケーションは、1つのウィンドウに両方の分析データのセットを表示し、それらを比較できます。 さまざまなテストから取得した2つのデータセットを比較する例を次に示します。





いくつかのテストの結果の比較：一般情報





いくつかのテストの結果の比較：プロセッサが低電力モードを終了する理由

まとめ

Androidプラットフォームで実行されているデバイスの電力消費を分析するためにIntel System Studioツールを使用する例を検討しました。 これで、アプリケーションの分析と最適化を開始するために必要なものがすべて揃いました。

宿題

» Intel VTune Amplifier 2015のドキュメント

» 最適化および生産性ガイド