Dağıtık Ortak Hafızalı Çoklu Mikroişlemcilere Sahip Optik Tabanlı Mimari Üzerinde Dizin Protokollerinin Başarım Çözümlemesi I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara İpek ABASIKELEŞ, M.Fatih AKAY Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Çukurova Üniversitesi

İçerik Giriş Genel Bilgi ◦Dağıtık Ortak Hafıza (DOH) ◦Ara Bağlantı Ağı ◦SOME-Bus ◦Ön Bellek Tutarlılık Problemi ◦Dizin Protokolleri Benzetim Sonuçlar Yorumlar 2 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Giriş Yüksek performanslı hesaplama ◦görüntü işleme, yapay sinir ağları, atom modelleme Ölçeklenebilir mimariler; ◦Ayrık bellekli mikroişlemci topluluğu 3 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Dağıtık Ortak Hafıza (DOH) paylaşılan adres uzayı düğüm kümesi ◦yerel bellekli ◦bir ara bağlantı ağı üzerinden haberleşen Payla şı lan veriye eri ş im ◦yerel mi? ◦uzak bellekten kopyalan ı r sıradan bellek erişim komutları ölçeklenebilir ◦artan sistem boyutu ile hemen hemen doğrusal artan performans 4 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Ara Bağlantı Ağları 5 Elektrik Optik bir çok fiziksel kısıtlama o sistem senkronizasyon o bant genişliği bir çok tasarım problemi o hat karışması o gerilim izolasyonu o dalga yansıması fiziksel problem çözümü tasarım problemi indirgemesi dar boğaz azaltma I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

SOME-Bus SOME-Bus ◦düşük gecikme,yüksek bant genişliği, fiber optik, ◦doğrudan bağlantılı ◦darboğazsız, etkili bağlama Kilit özellik ◦atanmış tam yayın kanalı, ◦giriş kanal ara yüzü  Alıcı dizisi üzerine kurulu 6 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Ön Bellek Tutarlılık Problemi Ön bellek ◦ortalama ağ gecikmesini azaltma ◦etkili bant genişliğini artırma Çoklu ön bellek– veri tutarsızlığı ◦= ön bellek tutarlılık problemi En yaygın ön bellek tutarlılık protokolleri: ◦Gözetleyici (snooping)– küçük çaplı sistemler ◦Dizin (directory)– geniş çaplı sistemler 7 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Dizin Protokolleri dizin girişi eksik durumu: ◦tutarlılık mesajı – ilgili işlemciler – veri/onay mesajı iki temel başarım hedefi; ◦bellek operasyonu için - ağ işlem sayısını azaltma ◦işlemcinin kritik yolu üzerindeki işlemleri azaltma 8 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Benzetim - 1 Bu çalışmada; ◦katı istek-yanıt, aracılı iletim, cevap iletimi 9 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Benzetim I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Benzetim - 3 OPNET Modeler 64 düğüm ◦işlemci,ön bellek den., dizin den., çıkış kanalı 11 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Benzetim I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara ParametreDeğer İplik Sayısı3 Ortalama iplik çalışma süresi100 ortalamalı üssel dağılım Ortalama kanal servis süresi -verisiz paket1.25 ile 25 arasında Ortalama kanal servis süresi -verili paket5 ile 100 arasında Ortalama kanal servis süresi -verili ve paylaşımcı listeli paket6.25 ile 125 arasında Ortalama kanal servis süresi -verisiz ve paylaşımcı listeli paket2.5 ile 50 arasında Yazma ön bellek eksiklerinin oranı - O(Y)0.2, 0.4, 0.6 Yükseltme sahiplik isteği olasılığı0.2 Ön bellek bloğunun değiştirilmiş olma olasılığı (O(D))0.2, 0.4, 0.6, 0.8 Ön bellek bloğunun sahipsiz olma olasılığı0.1 Yerel düğümün, tek paylaşımcı olması olasılığı0.15 Ev düğümü seçimiDüzenli dağılım Uzak düğüm seçimiDüzenli dağılım Ön belleğin dolu olma olasılığı0.15 Paylaşımcı sayısı3

Benzetim - 5 yoğun bölge trafik modeli ◦ev düğümü önceden belirli 20 düğüm arasından – düzenli trafik ◦Yoğunluk - %33 ◦Sürenin % 33 – yoğun trafik, kalan sürede – düzenli dağılım 3 farklı senaryo – 1 saat çalışma – ort. ağ gecikme R - ort. İplik çalışma süresi T - paketin boyutu ile orantılı olan kanal aktarma süresi T / R : 0.05 – 1 (verili paket ) 13 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Sonuçlar O(Y) ile hepsinde düşüş yoğun bölge daha düşük ◦En az etkilenen katı istek-yanıt : yük azaltma yoğunluk artışı ile en çok aracılı iletim pr. ◦ev düğümünü çok kullanma ar. il. ile diğerleri arasındaki fark O(D) ile artar yoğun bölge ile düşüş – O(Y) den çok ◦O(Y)’nin etkisi O(D) ile azalır 14 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Yorumlar katı istek-yanıt beklenenden iyi ◦düzgün trafik modelinde ◦ağ işlem sayısı fazla ◦aracılı il.den iyi, yanıt il. ile yakın ◦paket boyutu da işlem sayısı kadar önemli 15 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Gelecek Çalışma farklı trafik modelleri uzak sahip düğüm ve paylaşımcı seçiminde yoğunluk etkisi 16 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara

Teşekkürler 17 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ KKM, Ankara