芯片多线程处理器线程调度的性能测试与优化研究

发布时间：2021-09-09 10:55

　　随着近年来多核技术的迅速发展和推广,从服务器到个人计算机都可以获得日益丰富的并行计算资源。但是,多核处理器的并行性并不肯定会带来性能的提高,反而可能会加剧多线程资源争用问题。因此,如何合理有效地对线程进行调度,提高系统的整体性能,成为多核应用的一个重要研究问题。在各种多核处理器中,较晚出现的芯片多线程处理器正在成为主流,这得益于它的高性能和低功耗特点。本论文研究的主题就是基于芯片多线程处理器的线程调度优化,实验平台是配备两路UltraSPARC T2处理器的Sun T5140服务器,运行操作系统为Solaris 10。本文首先通过测试的方式研究实验平台的多线程调度性能特点。在利用改进的Ping-Pong多线程基准测试程序对实验平台进行了多种负载和调度方式的测试之后,分析总结出芯片多线程处理器的线程调度性能规律。本文发现Cache资源是限制处理器多线程性能的主要因素。基于测试得到的结论,本文设计了一种启发式调度优化算法。这个算法是基于线程协同亲和度,这是本文定义的一种用于衡量线程协同执行性能的值。算法的思想是,利用性能采样计算获得的亲和度调度矩阵,把多线程调度问题转化为资源划分问题,以整... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 项目背景及课题意义
    1.2 本文的工作及论文结构
        1.2.1 本文的主要工作
        1.2.2 论文结构
第二章 多核调度技术研究
    2.1 多核处理器技术
        2.1.1 SMT 处理器
        2.1.2 CMP 处理器
        2.1.3 CMT 处理器
    2.2 多核调度技术
        2.2.1 负载均衡
        2.2.2 协同调度
        2.2.3 性能评价标准
    2.3 实验硬件平台
    2.4 本章小结
第三章 多线程性能测试
    3.1 Ping-Pong 基本原理
    3.2 扩展和改进
        3.2.1 负载设计
        3.2.2 调度控制
    3.3 实验结果
        3.3.1 基线测试
        3.3.2 计算密集负载
        3.3.3 访存密集负载
        3.3.4 四线程扩展性
    3.4 本章小结
第四章 调度优化算法设计
    4.1 亲和度性能指标
        4.1.1 计算公式
        4.1.2 公式修正
    4.2 亲和度调度矩阵
    4.3 线程调度模型
    4.4 调度算法设计
        4.4.1 矩阵生成优化
        4.4.2 算法调度优化
    4.5 本章小结
第五章 调度框架设计与实现
    5.1 整体框架设计
        5.1.1 处理器结构描述
        5.1.2 应用线程树发现
        5.1.3 线程调度管理
    5.2 框架流程控制
        5.2.1 流程阶段时间分配
        5.2.2 重启采样的时机
    5.3 框架实现
        5.3.1 主要数据结构
        5.3.2 主要函数定义
    5.4 调度实验
        5.4.1 实验配置
        5.4.2 采样亲和度
        5.4.3 调度优化计算结果
        5.4.4 实验结果检验
    5.5 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]免费午餐已经结束——软件历史性地向并发靠拢[J]. Herb Sutter,罗小平.  程序员. 2006(11)



本文编号：3391967