Impacto de la ubicación en núcleos SMT de aplicaciones paralelas para sistemas móviles

Abstract

[ES] Los dispositivos móviles de uso personal, como relojes inteligentes, teléfonos, tablets y otros sistemas de bajo consumo, ejecutan una amplia gama de aplicaciones con amplias exigencias computacionales. Muchas de estas aplicaciones se han diseñado para ser paralelas, aprovechando la capacidad de los procesadores multinúcleo que estos sistemas incorporan para ejecutar múltiples hilos de manera simultánea.

Recientemente, se han introducido en el mercado dispositivos de gama móvil con procesadores que incluyen núcleos con soporte a la ejecución de múltiples hilos simultáneos (SMT). En este contexto, la decisión de cómo distribuir los hilos de ejecución de las aplicaciones paralelas entre los núcleos del procesador tiene un fuerte impacto en las prestaciones y el consumo energético de dichos sistemas.

Este TFM se centra en estudiar políticas de ubicación de hilos de ejecución en sistemas móviles con procesadores SMT. Se analiza en profundidad cómo las políticas afectan tanto a las prestaciones como al consumo de energía. Los resultados muestran que la política más adecuada depende de i) características de las aplicaciones relacionadas con la microarquitectura del procesador, tales como la precisión del predictor de saltos y las tasas de fallos de las caches y ii) la distribución de tipos de instrucciones de cada aplicación. La mejor política para cada caso en lo que respecta a prestaciones y consumo energético depende de la complementariedad respecto a las mencionadas características.

[EN] Personal mobile devices, such as smartwatches, phones, tablets and other low-power systems, run a wide range of computationally demanding applications. Many of these applications are designed to be parallel, taking advantage of the ability of the multi-core processors that these systems incorporate to run multiple threads simultaneously. Recently, mobile devices have been introduced in the market with processors that include cores with support for simultaneous multi-threading (SMT). In this context, the decision of how to distribute the threads of execution of parallel applications among the processor cores has a strong impact on the performance and power consumption of such systems. This TFM focuses on studying thread allocation policies in mobile systems with SMT processors. It takes an in-depth look at how policies affect both performance and power consumption. The results show that the most appropriate policy depends on i) application characteristics related to the microarchitecture of the processor, such as hop predictor accuracy and cache miss rates and ii) the distribution of instruction types for each application. The best policy for each case in terms of performance and power consumption depends on the complementarity with respect to the above characteristics.