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Mejora de prestaciones de procesadores comerciales utilizando la tecnología Intel CAT

RiuNet: Institutional repository of the Polithecnic University of Valencia

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Mejora de prestaciones de procesadores comerciales utilizando la tecnología Intel CAT

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dc.contributor.advisor Sahuquillo Borrás, Julio es_ES
dc.contributor.advisor Selfa Oliver, Vicent es_ES
dc.contributor.author Pons Escat, Lucía es_ES
dc.date.accessioned 2018-09-06T08:18:29Z
dc.date.available 2018-09-06T08:18:29Z
dc.date.created 2018-07-12
dc.date.issued 2018-09-06 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/106686
dc.description.abstract [ES] La compartición de recursos tiene un gran impacto en las prestaciones de los procesadores multinúcleo actuales. Entre los recursos compartidos del sistema, la memoria caché de último nivel o Last Level Cache (LLC) es uno de los más críticos, ya que las interferencias entre las aplicaciones que acceden a ella provocan un incremento de los accesos a memoria principal, que conllevan altas latencias. Estas latencias bloquean el procesador, y por ende, penalizan en gran medida las prestaciones. Para ayudar a aliviar este problema, los procesadores actuales incluyen una LLC de gran tamaño. Aun así, las interferencias pueden continuar afectando severamente a ciertas aplicaciones, por ejemplo, aquellas con grandes necesidades de caché. Por esta razón, procesadores comerciales recientes como algunos de las últimas generaciones de Intel implementan Cache Allocation Technology (CAT), una tecnología que permite particionar la LLC y repartir su espacio, en concreto, asignar subconjuntos de vías a grupos de aplicaciones. Este Trabajo fin de grado propone una política de particionado de la LLC, simple y de baja sobrecarga, utilizando CAT, con el fin de mejorar las prestaciones de cargas mutiprograma. La política identifica y protege, en tiempo de ejecución, a aquellas aplicaciones cuyas prestaciones se ven más perjudicadas por la compartición de la LLC. Como paso previo, se caracterizan las aplicaciones, en lo que requerimientos de la LLC se refiere, para establecer patrones de comportamiento que servirán de base para el posterior diseño del algoritmo. La política propuesta se integra en el software existente de una máquina real con un procesador multinúcleo Intel Xeon que incorpora la tecnología CAT. Para su implementación ha sido necesario familiarizarse con el entorno existente y así poder realizar una correcta modificación del software. Los resultados experimentales muestran que la propuesta de este trabajo comparada con el sistema operativo Linux nativo sin realizar ningún particionado de la LLC, mejora el tiempo de ejecución o turnaround time en un 15 % de media, y hasta en un 40 % en algunas cargas. Además, se han mejorado otros parámetros del sistema como la inequidad o unfairness y el consumo de energía. es_ES
dc.description.abstract [EN] Resource sharing has a great impact on performance in current multicore processors. Among these shared resources, the Last Level Cache (LLC) is one of the most critical, as interferences of applications accessing it cause an increase in main memory accesses, leading to high latencies. These latencies block the processor, and thus penalizes performance significantly. To help alleviate this issue, current processors implement huge LLCs, but even so, interferences can still harm severely certain applications, for example, those with major needs for cache space. For this reason, current commercial processors like Intel last generation processors feature Cache Allocation Technology (CAT), a technology that allows partitioning the LLC and distributing its space, in particular, subsets of cache ways to groups of applications. This Degree final work proposes a LLC partitioning policy, simple and with low overhead, which leverages CAT and improves the performance of multiprogram workloads. This approach identifies and protects, at execution time, those applications whose performance is more damaged by LLC sharing. As a preliminary step, applications are characterized, in terms of LLC requirements, to establish behavior patterns which will serve as a basis for the subsequent design of the algorithm. The proposed policy is included in an existing software of a real machine with an Intel Xeon multicore processor that features CAT. To ensure proper implementation, it has been necessary to become acquainted with the existing framework in order to carry out the software modifications successfully. Experimental results show that the approach presented in this work, compared with a Linux baseline system without partitioning, improves turnaround time on average by 15%, and up to 40% in some workloads. Additionally, other system parameters like unfairness or energy consumption have been improved. es_ES
dc.format.extent 102 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Procesadores Multinúcleo es_ES
dc.subject Prestaciones es_ES
dc.subject Caché es_ES
dc.subject Particionado es_ES
dc.subject Intel es_ES
dc.subject Cache Allocation Technology es_ES
dc.subject CAT es_ES
dc.subject Multicore processors es_ES
dc.subject Performance es_ES
dc.subject Partitioning es_ES
dc.subject.classification ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA DE COMPUTADORES es_ES
dc.subject.other Grado en Ingeniería Informática-Grau en Enginyeria Informàtica es_ES
dc.title Mejora de prestaciones de procesadores comerciales utilizando la tecnología Intel CAT es_ES
dc.type Proyecto/Trabajo fin de carrera/grado es_ES
dc.rights.accessRights Cerrado es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Informática de Sistemas y Computadores - Departament d'Informàtica de Sistemes i Computadors es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Informàtica es_ES
dc.description.bibliographicCitation Pons Escat, L. (2018). Mejora de prestaciones de procesadores comerciales utilizando la tecnología Intel CAT. http://hdl.handle.net/10251/106686 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\80403 es_ES


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