Аналітичне дослідження ефективності ядер процесорів при наявності «перешкод» з використанням технології Hyper Threading.
No Thumbnail Available
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
СНУ ім. В. Даля
Abstract
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.
Description
Keywords
процесор, ядро, конвеєр команд, «перешкоди», продуктивність, ефективність, технологія Hyper Threading
Citation
Недзельський Д. О., Сафонова С. О., Барабрук Л. В. Аналітичне дослідження ефективності ядер процесорів при наявності «перешкод» з використанням технології Hyper Threading. Наукові вісті Далівського університету. 2021. №21.