Χρονοπρογράμματα

1. Χρονοπρογράμματα Νεκτάριος Παΐσιος

2. Διαφημιστικό • Μια εταιρία κυκλοφορεί τον επαναστατικό επεξεργαστή Nectarium • Τρέχει στα 6 GHz (Σαν αστραπή!) • Θα τον αγοράζατε; • Τυπική απάντηση: Μα βέβαια! Θα εξαρτηθεί όμως από την τιμή του.

3. Μετρικά Απόδοσης και Χρονοπρογράμματα • Η ταχύτητα ενός επεξεργαστή έχει χρησιμοποιηθεί ως ένα βασικό διαφημιστικό εργαλείο • Γιατί; Είναι ένας εύκολος αριθμός για εύκολες συγκρίσεις • Μπορεί όμως να παραπλανήσει επειδή η συσχέτιση με τη πραγματική επίδοση είναι ασθενής • Για αντιπαραβολή της ταχύτητας ρολογιού με την πραγματική απόδοση των επεξεργαστών θα αναφερθούμε σε δύο οργανισμούς: SPEC και Synchromesh Computing.

4. SPEC Standard Performance Evaluation Corporation • Αφιλοκερδής οργανισμός • Αναπτύσσει έμπιστα και αντικειμενικά χρονοπρογράμματα • Εθελοντική συμμετοχή πανεπιστημίων, εταιριών υλικού και λογισμικού, καταναλωτών και συμβούλων. • Υλοποιούν ρεαλιστικές εφαρμογές μέτρησης απόδοσης, όπως SPEC2000.

5. SPEC2000 • Για την ΚΜΕ • Μετρούν τόσο χρόνο εκτέλεσης όσο και throughput • Τόσο με χρήση ακεραίων SPECint Όσο και με υποδιαστολή SPECfp • Ενδεικτικά προγράμματα:: • 164.gzip Data compression utility • 175.vpr FPGA circuit placement and routing • 176.gcc C compiler

6. Λειτουργία SPEC Επιλογή χρονοπρογραμμάτων μεψηφοφορία με κριτήρια: • Ευρεία χρήση, • Χρήση σημαντικών πόρων υλικού, • Επιλύει ενδιαφέρον πρόβλημα, • Επιστημονικά αναγνωρισμένα αποτελέσματα, • Προσθέτει περαιτέρω ποικιλία.

7. Αντικειμενικότητα SPEC • Τα μέλη δεν γνωρίζουν τις επιδόσεις υλικού ανταγωνιστών • Διασφάλιση φορητότητας • Γλώσσα πηγαίου κώδικα • Διοργάνωση benchathons

8. Αποτελέσματα SPEC • Μετρούν επιδράσεις της ταχύτητας επεξεργαστή, ιεραρχίας μνήμης και του μεταγλωττιστή. • Εύρος μνήμης σημαντικός παράγοντας σε προγράμματα με όγκο δεδομένων • Πχ. Alpha 4100 5 / 533 καλύτερη απόδοση λόγω εύρους μνήμης. • Πχ. Συστήματα Alpha 21164 και 21264 DS20 με ίδιο ρολόι 500 MHz δεν έχουν ίδια απόδοση. • Δραστικές διαφορές οφείλονται στο καλύτερο υποσύστημα μνήμης DS20 και περισσότερη ταυτόχρονη εκτέλεση εντολών load.

9. Τελευταίες μετρήσεις • SPEC: Καλύτεροιεπεξεργαστές 2004 Company Name System Name #CPU Base Peak Full Disclosures Advanced Micro Devices MSI K8T Neo2-FIR (MS-6702E) Motherboard, AMD Athlon (TM) 64 1 core, 1 chip, 1 core/chip 1623 1717 Advanced Micro Devices Tyan Thunder K8QS Pro (S4882), AMD Opteron (TM) 850 1 core, 1 chip, 1 core/chip 18.2 19.3 • Σε: Operating System: Microsoft Windows Server 2003, Enterprise Edition

10. Ενσωματωμένα Συστήματα • Η Synchromesh Computing επινόησε χρονοπρογράμματα για ενσωματωμένους x86 επεξεργαστές. • Σε ενσωματωμένα συστήματα η μέτρηση της απόδοσης πρέπει να περιλαμβάνει παράγοντες όπως: • Καθαρή υπολογιστική ισχύς επεξεργαστή • Μέγεθος και ταχύτητα κρυφής μνήμης • Εύρος μνήμης • Απόδοση πολυμέσων και γραφικών • Απόδοση συστημάτων αρχειοθέτησης • Απόδοση τηλεπικοινωνιών

11. ΑνάπτυξητηςEPRS (Embedded Processor Rating System) Benchmark Suite Περιλαμβάνει: 1. HINT Hierarchical Integration • Μετρά την απόδοση του επεξεργαστή και της μνήμης • Χρησιμοποιεί ένα επαναλαμβανόμενο υπολογισμό με αυξανόμενη ακρίβεια ώστε να απαιτείται όλο και περισσότερη μνήμη και επεξεργασία. 2. STREAM • Βιομηχανικό πρότυπο χρονοπρογράμματος που μετρά ταχύτητα και εύρος μνήμης. 3. SANDRA (System Analyzer, Diagnostic and Reporting Assistant) • Ένας γρήγορος τρόπος μέτρησης απόδοσης της μνήμης, της κρυφής μνήμης και της ΚΜΕ.

12. ΑνάπτυξητηςEPRS 4. Surfbench: • Μετρά την εναπομείναντα υπολογιστική ισχύ της ΚΜΕ καθώς εκτελεί ένα σύνολο καθημερινών εφαρμογών όπως αναπαραγωγή μουσικής. 5. HDBench: • Μετρά απόδοση της ΚΜΕ, της μνήμης, των γραφικών και του σκληρού δίσκου. 6. Winbench ’99: • Μετρά την απόδοση συσκευών χωρίς λειτουργικό (thin clients) αποστέλλοντας ένα μεγάλο όγκο γραφικών δεδομένων για προβολή. 7. Synchromesh Computing IM Chat Test • Μετρά την απόδοση εφαρμογών άμεσων μηνυμάτων, πχ. MSN Messenger.

13. Αποτελέσματα Μετρήσεων Ενσωματωμένων Συστημάτων • Χρήση γεωμετρικού μέσου • Κανονικοποίηση αποτελεσμάτων σε σχέση με τη μηχανή πρότυπο 533 MHz VIA Centaur • Αποδεικνύεται ότι η ταχύτητα ρολογιού ως μοναδικό κριτήριο είναι προβληματική • Παράδειγμα: Επεξεργαστής 333 MHz Geode GX αποδίδει πολύ καλύτερα από ότι υποδηλώνει ο ρυθμός ρολογιού του.

14. Γιατί; • Υποστηρίζει μνήμη διπλής ταχύτητας και καλύτερο υποσύστημα μνήμης • Διαθέτει καλύτερη ενσωμάτωση μεταξύ συστατικών υλικού και λογισμικού.

15. Συμπεράσματα: • Όχι μόνο ο ρυθμός ρολογιού αλλά • Το υποσύστημα μνήμης, • Τα γραφικά, • Η ταχύτητα διαύλου και IPC έχουν βαρύνουσα σημασία. • Ναι: Η μέτρηση απόδοσης είναι πολύπλοκη • Δεν υπάρχει συμφωνία / μια κοινή μέθοδος • Αλλά σίγουρα η μέθοδος δεν μπορεί να είναι το ρολόι.