Αλγόριθμοι Δρομολόγησης Εφαρμογών Σε Επίπεδο Υλικού Για Πολυνηματικές Αρχιτεκτονικές

Abstract

Οι σύγχρονες αρχιτεκτονικές επεξεργαστών παρουσιάζουν πια ένα μεγάλο αριθμό νημάτων (threads)και μάλιστα σε περισσότερους από ένα πυρήνες (cores). Κάθε πυρήνας παρουσιάζεται με δύο ή καιπερισσότερα νήματα αυξάνοντας έτσι το βαθμό παραλληλοποίησης. Μέχρι πρόσφατα η πιο σημαν-τική χρήση αυτών των επεξεργαστών ήταν ως εξυπηρετητές εργασίας (job servers) που έτρεχαν ταδιάφορα νήματα στους διάφορους SMT πυρήνες του επεξεργαστή. Με την εμφάνιση όμως του Intel i7ο οποίος αποτελείται από 4 πυρήνες των 2 νημάτων παρατηρούμε ότι η βιομηχανία άρχισε να προωθείαυτού του είδους επεξεργαστές για χρήση και στο σπίτι.Η συνύπαρξη φυσικά περισσότερων του ενός νημάτων σε ένα πυρήνα συνεπάγεται και χρήση κοινώνπόρων (μονάδων επεξεργασίας, κρυφής μνήμης) με αποτέλεσμα την εμφάνιση συγκρούσεων κατάτην εκτέλεση εφαρμογών και τη μείωση της απόδοσης. Όλα αυτά λοιπόν καθιστούν αναγκαία τηδρομολόγηση των εφαρμογών(νημάτων) και την σωστή επιλογή για συνύπαρξή τους με βάση κάποιακριτήρια. Σκοπός αυτής της δπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και αξιολόγηση των διάφορωνπολιτικών - αλγορίθμων δρομόλογησης των εφαρμογών στις πολυνηματικές αρχιτεκτονικές σε επί-πεδο υλικού με ζητούμενο την βελτιστοποίηση της ρυθμαπόδοσης και γενικότερα της απόδοσης τουσυστήματος.H όλη έρευνά μας πραγματοποιήθηκε σε ένα διαμορφωμένο εξομοιωτή GEMS (General Execution-driven Multiprocessor Simulator) για υποστήριξη μίας CMT αρχιτεκτονικής με δυνατότητα μετα-νάστευσης νημάτων. Μελετήθηκαν τρεις αλγόριθμοι δρομολόγησης, ο DCCS (Data Cache ConflictScheduler), IPCS (Instruction Per Cycle Scheduler) και μία παραλλαγή του DCCS ικανή να παίρνειαποφάσεις δρομολόγησης με περισσότερη ακρίβεια από τον DCCS.