Анализ эффективности выполнения атомарных операций в многоядерных вычислительных системах с общей памятью

Проводится анализ эффективности выполнения атомарных операций «сравнение с обменом» (compare-and-swap, CAS), «выборка и сложение» (fetch-and-add, FAA), «обмен» (swap, SWP), «чтение» (load) и «запись» (store) на современных многоядерных вычислительных системах с общей памятью. Данные операции реали...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика № 51. С. 102-110
Main Author: Гончаренко, Евгений Андреевич
Other Authors: Пазников, Алексей Александрович
Format: Article
Language:Russian
Subjects:
Online Access:http://vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000722219
Перейти в каталог НБ ТГУ
LEADER 04259nab a2200325 c 4500
001 vtls000722219
003 RU-ToGU
005 20230319220740.0
007 cr |
008 200623|2020 ru s c rus d
024 7 |a 10.17223/19988605/51/12  |2 doi 
035 |a to000722219 
039 9 |a 202006231832  |c 202006231436  |d VLOAD  |y 202006231417  |z Александр Эльверович Гилязов 
040 |a RU-ToGU  |b rus  |c RU-ToGU 
100 1 |a Гончаренко, Евгений Андреевич  |9 503113 
245 1 0 |a Анализ эффективности выполнения атомарных операций в многоядерных вычислительных системах с общей памятью  |c Е. А. Гончаренко, А. А. Пазников 
246 1 1 |a Analysis of the efficiency of atomic operations in multi-core shared-memory computer systems 
504 |a Библиогр.: 11 назв. 
520 3 |a Проводится анализ эффективности выполнения атомарных операций «сравнение с обменом» (compare-and-swap, CAS), «выборка и сложение» (fetch-and-add, FAA), «обмен» (swap, SWP), «чтение» (load) и «запись» (store) на современных многоядерных вычислительных системах с общей памятью. Данные операции реализованы в виде процессорных инструкций и применяются при разработке параллельных программ (средства блокировки потоков и неблокируемые структуры данных). Исследуется зависимость влияния механизма когерентности кэш-памяти (cache coherence), размера и локальности данных на время выполнения атомарных операций. Разработана тестовая программа, позволяющая анализировать зависимость пропускной способности и латентности выполнения операций. Приводятся результаты анализа эффективности атомарных операций для процессоров архитектуры x86-64 и рекомендации по оптимизации их выполнения. В частности, определены атомарные операции, характеризующиеся наименьшей (load), наибольшей («удачный CAS», store) и сопоставимой («неудачный CAS», FAA, SWP) латентностью. Показано, что при различном выборе процессорного ядра для выполнения операции и состояния кэш-линии время выполнения операций может различаться в среднем в 1,5 и 1,3 раза соответственно. Выбор субоптимальных параметров позволяет увеличить пропускную способность выполнения атомарных операций от 1,1 до 7,2 раза. 
653 |a атомарные операции 
653 |a протокол когерентности кэша 
653 |a многопоточные программы 
655 4 |a статьи в журналах  |9 879358 
700 1 |a Пазников, Алексей Александрович  |9 372424 
773 0 |t Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика  |d 2020  |g № 51. С. 102-110  |x 1998-8605  |w 0210-40860 
852 4 |a RU-ToGU 
856 4 |u http://vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000722219 
856 |y Перейти в каталог НБ ТГУ  |u https://koha.lib.tsu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=468049 
908 |a статья 
999 |c 468049  |d 468049