77280

THREAD EFFICENCY ON SHARED MEMORY SYSTEMS

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Bkhterev IMM UrB RS It is trdition to think tht computtion decomposition into tsks executed in prllel on the shred memory systems is more effective with threds but not with processes. Usully this point of view grounds on tht the switching cpu execution context between processes is more expensive thn the switching between threds. If it is specified then it is execution context ssocited wit TLB Trnsltion Lookside Buffer which should be reset nd filled with new vlues when the processor is being switched between execution of different...

Английский

2015-02-02

22.5 KB

0 чел.

THREAD EFFICENCY ON SHARED MEMORY SYSTEMS

M.O. Bakhterev

IMM UrB RAS

It is tradition to think that computation decomposition into tasks executed in parallel on the shared memory systems is more effective with threads, but not with processes. Usually this point of view grounds on that the switching cpu execution context between processes is more expensive than the switching between threads. But telling about such an expenses they rarely specify what exactly this execution context is. If it is specified, then it is execution context associated wit TLB (Translation Lookaside Buffer), which should be reset and filled with new values when the processor is being switched between execution of different processes, and which may be left unmodified when being switched between threads of the same process. However, such reasoning does not take following into account.

1. The majority of processor architectures with virtual memory support allows to store in TLB translations for different processes. It is achieved with support of segmentation or address space management logic. And so was SPARC processors, in operating system for which (SunOS 4.x) for the first time there was introduced support for modern version of threads. Most likely, SUN Microsystems suggested thread support indeed to solve the problem with excessively high overhead of switching execution context between processes. But that context was associated not with TLB, but with processor's caches, which was virtually addressed. Such a caches are rarely found in modern processors.

2. TLB capacity is limited. So the processing of large volumes of data, which usually emerge in supercomputations, demands intensive updates of TLB during calculation in the case of threads usage too.

3. A common address space, assumed by the threads execution semantic, costs «nothing» only when threads are executed on uniprocessor (one TLB). When threads are executed on the set of many processors, for every operation with address space: memory allocation and freeing, stack expansion -- the coordinated TLB management on all processors, involved in computation, is needed. And that management demands execution of critical sections and even threads interruption in some cases (for instance, memory deallocation). Besides, additional overhead may be connected with common address space structure complexity. Even the program does not assume shared access to some areas of that space, their allocation and release should be coordinated between threads. Each allocation herewith complicates the space structure and increases execution time of the subsequent operations with memory.

Thus, there are two overhead kinds associated with threads and processes. From processes' side: greater operations with TLB intensity. From threads': additional complexity of common address space support. It is not clear a priori, which mathematical model allows to decide, which kind of overhead is less expensive. So we compared this overheads experimentally. For that purpose there were written multithreaded and multiprocessed versions of programs for four different computational loads: the multiplication of row-stored and tile-stored matricies, memory management, calculation with intensive data exchange. Our results shows, that in many cases threads are not only less effective tool for computation decomposition into tasks, but are significantly lose this efficiency to processes.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40201. Экономическая сущность капитала. Принципы его формирования 35.5 KB
  Экономическая сущность капитала. Рассматривая экономическую сущность капитала предприятия отметим следующие его главные черты: основной фактор производство; источник формирования благосостояния собственников; капитал предприятия является измерителем его рыночной стоимости. Вместе с тем объем используемого предприятием собственного капитала характеризует одновременно и потенциал привлечения им заемных средств; Динамика капитала предприятия является важнейшим показателем уровня эффективности его хозяйственной деятельности то есть за...
40202. Собственный капитал и его основные элементы. Расчет чистых активов 36.5 KB
  Расчет чистых активов Собственный капитал общая стоимость средств пря принадлежащих ему на праве собственности. Для определения стоимости собственного капитала используется показатель стоимость чистых активов пря Ча=АрПр где где р принимаемые к расчету Аактивы Ппассивы Ча пря рассчитывается ежеквартально. Под стоимостью чистых активов акционерного общества понимается величина определяемая путем вычитания из суммы активов акционерного общества принимаемых к расчету суммы его пассивов принимаемых к расчету. Порядок расчета...
40203. Заемный капитал и его источники формирования 26 KB
  Краткосрочные Краткосрочные кредиты банков Краткосрочные займы Кредиторская задолженность По источникам привлечения: 1. Из внутренних источников кредиторская задолженность Цели привлечения: 1 инвестиционные цели создание запасов; 2 обеспечение непрерывности производственного процесса потребности пря в ресурсах. Кредиторская задолженность Задолженность поставщикам подрядчикам за выполненные работы поступившие ценности Начисленная но не выплаченная з...
40204. Эмиссия облигаций как источник финансирования 28 KB
  Эмиссия облигаций как источник финансирования. Эмиссия облигаций. Одним из источников финансирования инвестиционной деятельности может быть эмиссия облигаций направленная на привлечение временно свободных денежных средств населения и коммерческих структур.Привлекательность облигаций для потенциальных инвесторов во многом определяется условиями их размещения.
40205. Концепция стоимости капитала. Понятие и виды стоимости 48.5 KB
  Концепция стоимости капитала. Концепция стоимости капитала. Факторы определяющие цену капитала предприятия Одной из важнейших предпосылок эффективного управления капиталом предприятия является оценка его стоимости. Стоимость капитала представляет собой цену которую предприятие платит за его привлечение из различных источников.
40206. Подходы к оптимизации структуры капитала 24 KB
  Подходы к оптимизации структуры капитала. ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ КАПИТАЛА процесс определения соотношения использования собственного и заемного капитала при котором обеспечиваются оптимальные пропорции между уровнем рентабельности собственного капитала и уровнем финансовой устойчивости т. Оптимизация структуры капитала предприятия осуществляется различными методами. Метод оптимизации структуры капитала по критерию политики финансирования активов.
40207. Состав и структура активов предприятия 39.5 KB
  Основные фонды представляют собой наиболее значимую составную часть имущества предприятия и его внеоборотных активов. Основные средства это основные фонды выраженные в стоимостном измерении. Основные средства средства труда которые неоднократно участвуют в производственном процессе сохраняя свою натуральную форму а их стоимость переносится на производимую продукцию частями по мере снашивания. Сроком полезного использования признается период в течение которого основные средства приносят экономические выгоды доход организации.
40208. Социально-экономическая сущность оборотных активов. Состав и структура оборотных средств 26 KB
  В хозяйственной деятельности предприятия необходимо участие не только основных но и оборотных средств необходимых для своевременного выполнения всех хозяйственных операций. Оборотный капитал предприятия его финансовые ресурсы инвестируемые в оборотные активы. Оборотные фонды часть производственных фондов предприятия вещественные элементы которых в процессе производства в отличие от основных фонды расходуются в течение данного производственного цикла и их стоимость переносится на продукт труда целиком и сразу при этом они теряют...
40209. Организация и управление оборотными средствами 38 KB
  Организация оборотных средств на предприятии включает определение потребности в оборотных средствах их состава структуры источников формирования а также регулирование и управление использованием оборотных средств. Одним из основных принципов организации оборотных средств является нормирование Реализация этого принципа позволяет экономически обоснованно установить необходимый размер оборотных средств и тем самым обеспечить условия для успешного осуществления ими своих функций. Ошибочная практика отказа от нормирования оборотных средств...