Статті (ККНІ)

Permanent URI for this collection

https://dspace.snu.edu.ua/handle/123456789/339

Browse

Browsing Статті (ККНІ) by Author "Барбарук, Л. В."

Now showing 1 - 2 of 2
  • No Thumbnail Available
    Item
    Аналітичне дослідження ефективності ядер процесорів при наявності «перешкод» з використанням технології Hyper Threading.
    (СНУ ім. В. Даля, 2021) Недзельський, Д. О.; Сафонова, С. О.; Барбарук, Л. В.
    В статті досліджені питання ефективності ядер сучасних процесорів з використанням технології Hyper Threading та без її використання при виконанні програм з урахуванням структурних особливостей ядра процесора та комплексному впливі «перешкод» на роботу конвеєра ядра. Для дослідження обрані широко поширені і наочні програми: «Множення матриць», «Рішення диференціальних рівнянь в приватних похідних методом сіток», «Швидке перетворення Фур'є». В досліджуваних програмах: виділялося ядро - ділянка програми, що забезпечує основний внесок під час виконання програми; розроблялися на умовному асемблері програми ядер; з'ясовувалися інформаційно залежні команди та команди редукції, якщо вони є; формувалися групи команд, які виконують інформаційно залежні ділянки команд ядра програми, та визначалася їх кількість; визначалися ймовірності появи кожної групи команд та часи виконання кожної групи. Розроблено модель ядра процесора у вигляді програми послідовних обчислень. В моделі, інформаційно залежні групи команд, виконувалися універсальним функціональним пристроєм послідовно, згідно з алгоритмом виконання програми. Далі визначалися: середній час виконання ядра програми; середні часи використання окремих спеціалізованих функціональних пристроїв таких як: кеш-пам'ять першого, другого і третього рівнів; пристрої множення, додавання; коефіцієнт навантаження універсального функціонального пристрою; коефіцієнт використання пристрою управління (ПУ) моделі в залежності від значення різних параметрів програми і ядра процесора; коефіцієнти використання спеціалізованих функціональних пристроїв; експериментально перевірялася достовірність теоретичних результатів. При виконанні програми без використання технології Hyper Threading ефективність використання ядра процесора не перевищує 25% і є великий запас продуктивності, як обчислювальних ресурсів, так і ресурсів підсистеми пам'яті. При виконанні двох програм з використанням технології Hyper Threading ефективність ядра істотно збільшується в залежності від розмірів оброблюваних масивів і типів програм, що підтверджує доцільність використання технології Hyper Threading. Продемонстровані деякі причини відсутності ефективності технології Hyper Threading.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Дослідження ефективності віртуальної багатопоточності (2, 3, 4 потоки) типу Hyper Threading при виконанні потоків в однакових та різних умовах.
    (СНУ ім. В. Даля, 2022) Недзельський, Д. О.; Сафонова, С. О.; Барбарук, Л. В.
    В статті аналітичними методами з елементами теорії масового обслуговування досліджена ефективність ядер сучасних процесорів з використанням віртуальної багатопоточності типу технології Hyper Threading при 2-х, 3-х, 4-х потоках з урахуванням структурних особливостей ядра як при виконанні потоків в однакових умовах, так і в різних умовах. Під однаковими умовами розглядалося виконання потоків, коли використовували однакові обсяги рівнів кеш-пам'яті. Під різними умовами розглядалися ситуації, коли потоки послідовно виконувалися в умовах з використанням доступних обсягів кеш-пам'яті, а паралельно потоки виконувалися в гірших умовах використання кеш-пам'яті (з використанням нижчого рівня кеш-пам'яті або навіть оперативної пам'яті). Для дослідження вибрано широко поширені та наочні програми: «Множення матриць», «Рішення диференціальних рівнянь у приватних похідних методом сіток». У програмах, що досліджувалися було виділено ядро, уточнені інформаційно залежні команди і команди редукції, сформовані групи команд, їх кількість та визначені часи виконання кожної групи в програмі ядра, а також визначені ймовірності появи кожної групи команд. Розроблено методику досліджень та модель ядра. Для дослідження використовувалася двофазна спрощена модель ядра процесора. Було визначено коефіцієнт навантаження універсального ФП та, в залежності від значення різних параметрів програми і ядра процесора, визначено коефіцієнт використання ПУ моделі, визначені середній час виконання ядра програми та середні часи використання окремих спеціалізованих функціональних пристроїв. Наведено результати досліджень у вигляді формул при 2- х, 3-х та 4-х потоках в одному фізичному ядрі як при виконанні потоків в однакових умовах, так і в різних умовах. Підтверджена ефективність віртуальної багатопоточності типу Hyper Threading при двох, трьох, чотирьох потоках з відсутністю структурних конфліктів, так і при різних умовах – наявності структурних конфліктів в підсистемі кеш-пам’яті. При виконанні потоків у різних умовах ефективність (коефіцієнт прискорення) менша, ніж при виконанні в рівних умовах. Якщо при виконанні одного потоку використовується більше половини кеш-пам'яті третього рівня або потрібна інтенсивна робота з оперативною пам'яттю, використання віртуальної багатопоточності недоцільно.