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공유메모리 다중프로세서 시스템의 다중 프로그래밍 모의실험 기법
최효진,전주식 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.30 No.3
공유메모리 다중프로세서 시스템의 성능은 하드웨어 구조 뿐 아니라 운영체제의 프로세서 스케줄링 정책 등과 같은 소프트웨어에 의해 큰 영향을 받는다. 하지만, 현재 말이 사용되는 대부분의 모의실험기들은 하나의 벤치마크 응용프로그램의 수행만을 지원하기 때문에 다중 프로그래밍 환경에 대한 모의실험이 불가능하다. 본 논문은 복수개의 응용프로그램들이 프로세서와 기타 시스템 자원을 공유하며 경쟁하는 다중 프로그래밍 환경에 대한 모의실험을 프로그램 구동형 모의실험 환경 하에서 구현하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 실제 수행환경에 근접한 모의실험을 가능하게 하며, 이를 통해 제한된 시스템 자원에 대한 공유와 충돌의 영향을 자세하게 분석할 수 있다. 또한, 스케줄링 정책의 구현과 분석을 가능하게 함으로써 시스템 구조에 맞는 최적의 정책을 수립할 수 있도록 한다. The performance of a shared memory multiprocessor system is dependent on the system software such as scheduling policy as well as hardware system. Most of existing simulators, however, do not support simulation for multi-programmed environment because they can execute only a single benchmark application at a time. We propose a multi-programmed simulation method on a program-driven simulator, which enables the concurrent executions of multiple parallel workloads contending for limited system resources. Using the proposed method, system developers can measure and analyze detailed effects of resource conflicts among the concurrent applications as well as the effects of scheduling policies on a program-driven simulator. As a result, the proposed multi-programmed simulation provides more accurate and realistic performance projection to design a multiprocessor system.
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다중 프로세서 시스템에서의 버퍼 및 공유 메모리 최적화 연구
김종수,문종욱,임강빈,정기현,최경희,Kim, Jong-Su,Mun, Jong-Uk,Im, Gang-Bin,Jeong, Gi-Hyeon,Choe, Gyeong-Hui 한국정보처리학회 2002 정보처리학회논문지 A Vol.9 No.2
고속 입출력 장치를 갖는 다중 프로세서 시스템은 데이터의 처리 성능 향상과 함께 입출력의 집중화에 따른 병목 현상을 줄여줄 수 있다. 이 때 프로세서간의 데이터 전송에 사용되는 공유 메모리는 그 구성과 이용 방법에 따라 시스템 성능에 많은 영향을 미치게 되는데, 본 논문에서는 공유 메모리의 사용방법을 비동기, 메일박스를 통한 인터럽트 전달인지 방식으로 설정한 후 버퍼 및 공유 메모리의 최적 사용량을 예측할 수 있는 모델에 대해 연구하였다. 시스템에 주어지는 입출력 데이터는 이더넷(IEEE 802.3) 망에 흐르는 패킷을 모델로 하며, 이의 대역폭과 burstiness(패킷의 집중화 정도)에 따른 메모리 사용 상황에 대해 살펴보았다. 고속 이더넷(Fast Ethernet) 환경 하에서 시뮬레이션 및 실험에 의해 시스템의 입출력 대역폭뿐만 아니라 패킷의 집중화 정도에 따라서도 버퍼 및 공유 메모리의 사용량이 달라지며, 두 메모리 사이의 사용량에 대한 상관관계가 성립될 수 있음을 알 수 있다. Multi-processor system with fast I/O devices improves processing performance and reduces the bottleneck by I/O concentration. In the system, the Performance influenced by shared memory used for exchanging data between processors varies with configuration and utilization. This paper suggests a prediction model for buffer and shared memory optimization under interrupt recognition method using mailbox. Ethernet (IEEE 802.3) packets are used as the input of system and the amount of utilized memory is measured for different network bandwidth and burstiness. Some empirical studies show that the amount of buffer and shared memory varies with packet concentration rate as well as I/O bandwidth. And the studies also show the correlation between two memories.
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칩 멀티쓰레딩 서버에서 OpenMP 프로그램의 성능과 확장성
이명호,김용규,Lee Myung-Ho,Kim Yong-Kyu 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지 A Vol.13 No.2
최근 Chip-level MuitiThreading(CMT) 기술을 내장한 프로세서 들이 출시되면서 그들을 기반으로 하는 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 서버 또한 그 사용이 점점 더 보편화 되고있다. OpenMP는 그 사용의 효율성으로 인하여 SMP 시스템을 위한 응용 프로그램의 병렬화를 위한 표준이 되었다. 고성능 컴퓨팅(HPC: High Performance Computing) 응용프로그램 분야에서 더욱 더 빠른 컴퓨터의 처리 능력에 대한 요구가 증가함에 따라, OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 성능과 확장성을 높이는 일은 그 중요성이 점차 증대되고 있다. 본 논문에서는 CMT 기술을 내장한 대용량 SMP서버인 Sun Fire E25K에서 OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 suite인 SPEC OMPL(OpenMP를 위한 표준 벤치마크 suite)의 성능과 확장성에 관해 연구했다. 본 논문에서는 또한 SPEC OMPL에 대한 CMT 기술의 효능을 평가하였다. Shared Memory Multiprocessor (SMP) systems adopting Chip-level MultiThreading (CMT) technology are becoming mainstream servers in commercial applications and High Performance Computining (HPC) applications as well. OpenMP has become the standard paradigm to parallelize applications for SMP mostly because of its ease of use. As the demand for more computing power in HPC applications is growing rapidly, obtaining high performance and scalability for these applications parallelized using OpenMP API's will become more important. In this paper, we study the performance and scalability of HPC applications parallelized using OpenMP, SPEC OMPL (standard OpenMP benchmark suite), on the Sun Fire E25K server which adopts CMT technology. We also study the effect of CMT on SPEC OMPL.
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OpenMP와 MPI 코드의 상대적, 혼합적 성능 고찰
이명호,Lee Myung-Ho 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지 A Vol.13 No.2
최근의 고성능 컴퓨팅 플랫폼들은 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 시스템, 대규모 병렬 프로세서 (Massively Parallel Processor) 시스템, 여러 개의 컴퓨팅 노드들을 연결한 클러스터(Cluster) 시스템 등으로 분류된다. 이러한 고성능 컴퓨팅 시스템들은 높은 수준의 컴퓨팅 성능을 요구하는 과학 기술용 응용 프로그램들을 위하여 사용된다. 이러한 응용 프로그램들의 실행시 최적의 성능을 얻기 위해서는 적절한 컴퓨팅 플랫폼과 프로그래밍 방식의 선택이 중요하다. 본 연구 논문에서는 여러 방식의 병렬 프로그래밍 모델을 사용하여 개발된 SPEC HPC2002 벤치마크 suite을 위한 최적의 컴퓨팅 플랫폼과 프로그래밍 모델을 그들의 성능 분석 및 평가 작업을 통하여 찾아간다. Recent High Performance Computing (HPC) platforms can be classified as Shared-Memory Multiprocessors (SMP), Massively Parallel Processors (MPP), and Clusters of computing nodes. These platforms are deployed in many scientific and engineering applications which require very high demand on computing power. In order to realize an optimal performance for these applications, it is crucial to find and use the suitable computing platforms and programming paradigms. In this paper, we use SPEC HPC 2002 benchmark suite developed in various parallel programming models (MPI, OpenMP, and hybrid of MPI/OpenMP) to find an optimal computing environments and programming paradigms for them through their performance analyses.
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다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 위한 메모리 모듈 구조
장성태 수원대학교 기초과학연구소 1995 基礎科學論文集 Vol.4 No.-
Shared memory multiprocessor system has the high degree of resource sharing, which induces the bottleneck of performance improvement. To overcome this weakness, traditional cache coherence protocols pay special attention to the reducing of bus and memory traffic. In this paper, we present a new memory module structure maintaining the status information for each memory block in its directory cache. This structure enhances the system performance by reducing the memory access contention and the memory response time under split transaction bus based multiprocessor environment.
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