| Περίληψη |
Στη μεταπτυχιακή αυτή εργασία κατασκευάστηκε ένα εργαλείο το οποίο παρουσιάζει δυναμικά την απόδοση του συστήματος μνήμης τη στιγμή που διάφορες εφαρμογές εκτελούνται πάνω από αυτό και παράλληλα την ίδια στιγμή είναι σε θέση να συσχετίζει το σημείο του εκτελούμενο προγράμματος με τον πηγαίο κώδικα. Τα υπάρχοντα performance debbuging εργαλεία όπως το gprof, παρέχουν λίγες πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά του σύστημα μνήμης όταν εκτελούνται διάφορες εφαρμογές. Με χρήση του gprof ή άλλων παρόμοιων εργαλείων είναι σε πολλλές περιπτώσεις δύσκολο να βρεθούν τα σημεία εκείνα της εκτέλεσης του προγράμματος στα οποία επιβαρύνουν ιδιαίτερα το σύστημα και στη συνέχεια να συσχετιστούν με τα σημεία του πηγαίου κώδικα στα οποία αντιστοιχούν. Ο MemSpyer παρουσιάζει την απόδοση της ιεραρχίας κρυφής μνήμης, αποτελούμενη από TLB εντολών, TLB δεδομένων, Κρυφή Μνήμη εντολών πρώτου επιπέδου, Κρυφή Μνήμη δεδομένων πρώτου επιπέδου, Κρυφή Μνήμη εντολών δεύτερου επιπέδου και Κρυφή Μνήμη Δεδομένων δεύτερου επιπέδου. Το εργαλείο παρουσιάζει την απόδοση, μετρούμενη σε ποσοστό των misses, για κάθε επίπεδο της ιεραρχίας μνήμης. Επίσης, είναι σημαντική η δυνατότητα του MemSpyer να εκτελεί περισσότερα από ένα configurations του συστήματος μνήμης. Δηλαδή, η ίδια ιεραρχία κρυφής μνήμης με διαφορετικές παραμέτρους σε κάθε περίπτωση μπορεί να εκτελείται παράλληλα αποδίδοντας τα ίδια αποτελέσματα τα οποία θα προέκυπταν εάν εκτελούνταν μεμονομένα κάθε φορά κάθε διαφορετικό configuration. Αυτή η δυνατότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική καθώς δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη του MemSpyer να έχει συγκριτικά αποτελέσματα σε μία έως και πέντε εκτελέσεις του προγράμματος του παράλληλα σε σύστηματα με διαφορετικές παραμέτρους το καθένα. Παράλληλα, σε ένα άλλο παράθυρο, εμφανίζεται ο πηγαίος κώδικας δείχνοντας τη γραμμή της οποίας οι εντολές εκτελούνται εκείνη τη στιγμή. Ο MemSpyer βασίζεται στο επίπεδο της προσομοίωσης σε έναν instruction-set προσομοιωτή, το shade, το οποίο έχει κατασκευαστεί από τη SUN. Όλα τα διαφορετικά συστήματα μνήμης τα οποία εκτελούνται παράλληλα, έχουν την ίδια αρχιτεκτονική και ο χρήστης σε κάθε περίπτωση μπορεί να επιλέξει παραμέτρους όπως το μέγεθος της κάθε κρυφής μνήμης. Επίσης, ο χρήστης είναι υπεύθυνος να καθορίσει τον αριθμό των διαφορετικών συστημάτων τα οποία θα εκτελεστούν παράλληλα καθώς και να προσδιορίσει τον πηγαίο κώδικα σε περίπτωση που αυτός είναι διαθέσιμος. Πλεονεκτήματα του MemSpyer: § Ο χρήστης μπορεί να δει βήμα προς βήμα την απόδοση του προγράμματος, να καταγράψει τα σημεία εκείνα στα οποία δημιουργούνται bottlnecks, καθώς οι εκτελούμενες εντολές συσχετίζονται δυναμικά σε χρόνο εκτέλεσης της εφαρμογής (at run time) με τη γραμμή του πηγαίου κώδικα στην οποία αντιστοιχούν. § Προσφέρεται ευλυγισία (flexibility) στο χρήστη λόγω της δυνατότητας ταυτόχρονης εκτέλεσης μιας εφαρμογής σε περισσότερα από ένα συστήματα μνήμης. § Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει συνολικά την απόδοση μιας εφαρμογής, εξετάζοντας γραμμή προς γραμμή το φόρτο και ξαναγράφοντας όποιο κομμάτι πηγαίου κώδικα ώστε να μειωθεί ο φόρτος του συστήματος μνήμης. § Ο χρήστης μπορεί να έχει συγκεντρωτικά μια σειρά από στατιστικά στοιχεία όπως για παράδειγμα τον συνολικό αριθμό των εντολών που εκτελέστηκαν, τον αριθμό των store και load εντολών, την ποιο συχνά εκτελούμενη συνάρτηση, τον αριθμό των επιτυχημένων και αποτυχημένων διακλαδώσεων κ.λ.π. § Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποφασισθεί το μέγεθος της κρυφής μνήμης σε ένα σύστημα ανάλογα με τις εφαρμογές οι οποίες εκτελούνται σε αυτό.
|
MemSpyer:Ένα εργαλείο για προσομοίωση της ιεραρχίας μνήμης και οπτικής απεικόνισης της απόδοσης της με παράλληλη δυνατότητα Debbuging μέσω πηγαίου κώδικα.
