Αξιοποίηση Των Τεχνολογιών Intel Rdt Για Τη Βελτίωση Της Ποιότητας Υπηρεσίας (qos) Σε Πολυεπεξεργαστικά Συστήματα

Abstract

Η παροχή ποιότητας υπηρεσίας στα σύγχρονα κέντρα δεδομένων είναι νευραλγικής σημασίας.Μέχρι τώρα, οι πάροχοι υπηρεσιών Υπολογιστικού Νέφους (Cloud Services providers) εξασφα-λίζουν και τηρούν τα SLAs (Service-Level-Argeements) των πελατών παρέχοντας απομονωμένηεκτέλεση των επιλεγμένων υπηρεσιών στους επεξεργαστές, δηλαδή απαγορεύοντας την συνεκτέ-λεση των συγκεκριμένων υπηρεσιών με άλλες. Με άλλα λόγια, τα επεξεργαστικά συστήματα στακέντρα δεδομένων υποχρησιμοποιούνται σε σημαντικό βαθμό, λιγότερο από 50%, προκειμένου ναεξασφαλιστεί η ζητούμενη ποιότητα υπηρεσίας.Η ανάγκη για απομόνωση της εκτέλεσης μιας υπηρεσίας πηγάζει από τον ανταγωνισμό τωνεφαρμογών, κατά τη συνεκτέλεση, για τους κοινόχρηστους πόρους του συστήματος, όπως γιαπαράδειγμα είναι η τελευταίου επιπέδου κρυφή μνήμη (Last-Level-Cache). Αυτός ο ανταγωνισμόςβλάπτει την βέλτιστη επίδοση και κατ’ επέκταση την ποιότητα υπηρεσίας των εφαρμογών. Η δια-χείριση αυτού του επιπέδου μνήμης, δηλαδή η επίβλεψη χρήσης και ο διαμοιρασμός τμημάτων τηςστις εφαρμογές του συστήματος έγινε πρόσφατα εφικτή μέσω των τεχνολογιών Cache-Monitoringκαι Cache-Allocation που ανέπτυξε η Intel.Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε και αξιοποιούμε τις παραπάνω τεχνολογίες γιατην υλοποίηση ενός δυναμικού μηχανισμού με ανάδραση, ο οποίος στοχεύει στην βελτίωση τηςποιότητας υπηρεσίας μιας εφαρμογής με υψηλή προτεραιότητα και ταυτόχρονα επιδιώκει την μεί-ωση της χρονικής επιβράδυνσης εφαρμογών με λιγότερη προτεραιότητα. Στόχος μας είναι ναπροστατεύσουμε την εκτέλεση της υψηλής προτεραιότητας εφαρμογής στην περίπτωση που τοσύστημα χρησιμοποιείται πλήρως, δηλαδή για N-το-πλήθος πυρήνες κάθε χρονική στιγμή είναιχρονοδρολογημένα Ν-το-πλήθος νήματα.Για την αξιολόγηση του μηχανισμού εκτελούμε συνεκτελέσεις μονονηματικών εφαρμογών απότις σουίτες PARSEC και SPEC2006 στον επεξεργαστή Xeon E5-2630 v4 που υποστηρίζει τις προ-αναφερθείσες τεχνολογίες. Τέλος, αποδεικνύουμε ότι η χρήση του μηχανισμού αυτού ενδύκνειταιταυτόχρονα σε συνεκτελέσεις με μεγάλη ευαισθησία της εφαρμογής με υψηλή προτεραιότητα ωςπρος την κρυφή μνήμη αλλά και σε συνεκτελέσεις οι οποίες προκαλούν κορεσμό στο εύρος τουδιαύλου δεδομένων προς τη μνήμη.