Geri Dön

Investigating effects of wrong-path memory references in shared-memory multiprocessors

Paylaşımlı bellek işlemcilerinde yanlış dallanma bellekerişimlerinin etkilerinin araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 936072
  2. Yazar: AYŞE YILMAZER METİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RESIT SENDAG
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Rhode Island
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Bilgisayar Donanımı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Yüksek performanslı çok işlemcili sistemler, agresif dallanma tahmincilerine sahip sıra dışı (ing. Out-of-order) işlemciler etrafında inşa edilmiştir. Nispeten yüksek dallanma tahmin doğruluklarına rağmen, bu işlemciler birçok bellek talimatını yanlış tahmin edilen yollarda yürütmektedir. Tek işlemcili sistemlere odaklanan önceki çalışmalar, bu yanlış yürütme yolu (ing. wrong-path) bellek erişimlerinin, doğru yürütme yolunda ihtiyaç duyulmayan verileri getirerek ve yararlı verileri veya talimatları tahliye ederek önbellekleri kirletebileceğini göstermiştir. Ayrıca, önbellek ve bellek trafiği miktarını da artırabilirler. Ancak olumlu tarafı, doğru yoldaki bellek erişimleri için bir ön-getirme etkisine sahip olabilirler. Çok işlemcili sistemler için, bu yanlış yürütme yolu bellek erişimlerinin performansa etkileri, daha fazla önbellekten önbelleğe aktarım, önbellekten geri yazma ve önbellek bloğu durum geçişleri dahil olup ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere daha da fazladır. Bu tezde, yanlış yürütme yolu bellek erişimlerinin hem yayın (ing. broadcast) hem de dizin (ing. directory) tabanlı önbellek uyumlu Paylaşımlı Bellek Çoklu İşlemci sistemleri (SMP'ler) ve Çoklu Çip Çoklu İşlemci sistemleri (multi-CMP'ler) dahil olmak üzere çoklu işlemci sistemlerinin bellek sistemi davranışı üzerindeki etkilerini araştırdık. Sonuçlarımız, bu yanlış yürütme yolu bellek erişimlerinin önbellekten önbelleğe aktarım miktarını %32, geçersiz kılmaları yayın ve dizin tabanlı SMP'ler için sırasıyla %8 ve %20 ve geri yazma sayısını her iki sistem için de %67'ye kadar artırabileceğini göstermiştir. Ekstra tutarlılık trafiğine ek olarak, yanlış yürütme yolu bellek erişimlerini de önbellek bloğu durum geçişlerinin sayısını yayın ve dizin tabanlı SMP'ler için sırasıyla %21 ve %32 oranında artırır. Çoklu-CMP'lerde yanlış yol bellek referansları L1 ve L2 önbellek trafiğini sırasıyla %16 ve %35, iç ve dış ağlardaki trafiği ise %36 ve %30 oranında artırır. Önceden getirme ve kirlilik etkilerine ek olarak, bu ek L1 ve L2 önbellek yenisiyle degistirme (ing. replacement) ek yazma geri dönüşlerine (%70'e kadar) ve L1 kopya geçersiz kılmalarına (%68'e kadar) neden olur, her ikisi de daha sonra hem iç hem de dış ağlardaki tutarlılık trafiğini artırır ve çoklu-CMP'lerde L1 ve L2 önbelleklerde sırasıyla %4 ve %16 ekstra önbellek bloğu durum geçişlerine neden olurlar. Bu yanlış yürütme yolu bellek erişimlerinin performans üzerindeki etkisini azaltmak için, SMP'ler için %37'ye ve çoklu-CMP'ler için %52'ye varan hız artışları sağlayan iki basit mekanizma (kullanılma olasılığı olmayan yanlış yol bloklarını filtreleme ve yanlış yola duyarlı önbellek değiştirme) sunuyoruz.

Özet (Çeviri)

High-performance multiprocessor systems are built around out-of-order processors with aggressive branch predictors. Despite their relatively high branch prediction accuracies, these processors execute many memory instructions on mispredicted paths. Previous studies that focused on uniprocessors systems showed that these wrong-path memory references may pollute the caches by bringing in data that are not needed on the correct execution path and by evicting useful data or instructions. Additionally, they may also increase the amount of cache and memory traffic. On the positive side, however, they may have a prefetching effect for memory references on the correct path. For multiprocessor systems, the performance implications of these wrong-path memory references are more widespread, including, but not limited to, more cache-to-cache transfers, write-backs, and cache block state transitions. In this thesis, we investigated the effects of wrong path memory references on the memory system behavior of multiprocessors systems including both broadcast and directory-based cache coherent Shared Memory Multiprocessor systems (SMPs) and Multiple Chip Multiprocessor systems (multi-CMPs). Our results showed that these wrong-path memory references can increase the amount of cache-to-cache transfers by 32%, invalidations by 8% and 20% for broadcast and directory based SMPs, respectively, and the number of writebacks by up to 67% for both systems. In addition to the extra coherence traffic, wrong-path memory references also increase the number of cache block state transitions by 21%and 32% for broadcast and directory-based SMPs, respectively. On multi-CMPs, wrong-path memory references increase L1 and L2 cache traffic by 16% and 35% and the traffic on the internal and external networks by 36% and 30%, respectively. In addition to their prefetching and pollution effects, these additional L1 and L2 cache replacements result in additional writebacks (up to 70%) and L1 copy invalidations (up to 68%), both of which subsequently increase the coherence traffic in both the internal and external networks and they cause 4% and 16% extra cache block state transitions on L1 and L2 caches, respectively in multi-CMPs. In order to reduce the performance impact of these wrong-path memory references, we introduce two simple mechanisms – filtering wrong-path blocks that are not likely-to-be-used and wrong-path aware cache replacement – that yield speedups of up to 37% for SMPs and 52% for multi-CMPs.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    336308

    Sosyo-bilimsel bir konu olan Hidroelektrik Santraller konusunda değişik gruplardan insanların karar verme süreçlerinin incelenmesi

    Investigating decision making process of different groups of people about hydroelectric power plants which is a socio-scientific issue

    SALİHA ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Eğitim ve ÖğretimAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    İlköğretim Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLŞEN LEBLEBİCİOĞLU

  2. Tez No

    504165

    Ergenlerde riskli davranışların kişilik özellikleri tarafından yordanmasında sosyal ilişki unsurlarının aracı rolü

    The intermediary role of the social relation factors in the risky behaviours of adolescents being predicted by characteristics

    ÇİĞDEM SANDIKÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    PsikolojiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Eğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLÜFER ÖZABACI

  3. Tez No

    352283

    Çok katmanlı kentlerde kimlik sorunsalı: Palimpsest bir kentsel alan olarak Ulus örneğinin incelenmesi

    Identity problematic in multilayered cities: İnvestigating the case of Ulus as a palimpsest

    ZEYNEP ERÖZKAN ARUSOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Disiplinlerarası Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET OCAKÇI

  4. Tez No

    170092

    Meteorolojik parametreler ışığında Ankara iklimindeki farklılıkların peyzaj mimarlığı açısından incelenmesi

    A study on the differencies of climate of Ankara in the light of meteorological parameters from the view of landscape architecture

    ALİ EMRAH GÜMÜŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Peyzaj MimarlığıAnkara Üniversitesi

    Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. YALÇIN MEMLÜK

  5. Tez No

    295919

    Deformasyon analizi güvenilirliğinin farklı yöntemler için araştırılması

    Investigation of the reliability of deformation analysis for different methods

    BAHATTİN ERDOĞAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik Üniversitesi

    Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERİF HEKİMOĞLU

Geri Dön