Análise de consumo de energia e desempenho de memórias transacionais em software em ambiente de computação real
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca |
Texto Completo: | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/5669 |
Resumo: | Com o advento de arquiteturas multiprocessadas novos desafios foram introduzidos ao desenvolvimento de software. Dentre estes desafios, realizar a sincronização necessária para evitar condições de corrida entre os fluxos de execução, é uma das principais dificuldades na programação concorrente. Um novo mecanismo de sincronização, denominado Memória Transacional, tem sido desenvolvido por pesquisadores de programação concorrente com o objetivo de reduzir as dificuldades e limitações encontradas em mecanismos de sincronização tradicionais. Por se tratar de uma alternativa recentemente proposta, pouco se conhece a respeito do consumo de energia de Memórias Transacionais, em especial de implementações em software. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta a análise e caracterização do consumo de energia e desempenho de quatro importantes bibliotecas de Memória Transacional em Software (STM), TL2, TinySTM, SwissTM e AdaptSTM, utilizando-se o benchmark STAMP. Diferente de outros trabalhos, as execuções não foram simuladas mas executadas em um ambiente de computação real. Resultados obtidos mostram a SwissTM como a biblioteca mais eficiente em termos de consumo de energia e desempenho, seguida pela AdaptSTM, TinySTM e TL2, na maioria dos cenários de execução utilizando-se até 8 threads. Constata-se que a escalabilidade das STMs utilizadas está relacionada diretamente à particularidade das estratégias de detecção e resolução de conflitos empregada por cada biblioteca. Nesta perspectiva, verifica-se que em aplicações com transações curtas a AdaptSTM mostra-se a biblioteca mais eficiente. Em aplicações com transações médias, a SwissTM apresenta a melhor escalabilidade. Em cenários com longas transações e sob média/alta contenção a TL2 apresenta os melhores resultados. A TinySTM, por sua vez, mostra-se a biblioteca menos eficiente em termos de escalabilidade na maioria dos cenários, exibindo bons resultados somente em aplicações que apresentem mínimas taxas de cancelamentos. |
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2020-06-04T01:53:36Z2020-06-04T01:53:36Z2013-11-22RICO, Timóteo Matthies. Análise de Consumo de Energia e Desempenho de Memórias Transacionais em Software em Ambiente de Computação Real. 2013. 83 f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Computação. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/5669Com o advento de arquiteturas multiprocessadas novos desafios foram introduzidos ao desenvolvimento de software. Dentre estes desafios, realizar a sincronização necessária para evitar condições de corrida entre os fluxos de execução, é uma das principais dificuldades na programação concorrente. Um novo mecanismo de sincronização, denominado Memória Transacional, tem sido desenvolvido por pesquisadores de programação concorrente com o objetivo de reduzir as dificuldades e limitações encontradas em mecanismos de sincronização tradicionais. Por se tratar de uma alternativa recentemente proposta, pouco se conhece a respeito do consumo de energia de Memórias Transacionais, em especial de implementações em software. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta a análise e caracterização do consumo de energia e desempenho de quatro importantes bibliotecas de Memória Transacional em Software (STM), TL2, TinySTM, SwissTM e AdaptSTM, utilizando-se o benchmark STAMP. Diferente de outros trabalhos, as execuções não foram simuladas mas executadas em um ambiente de computação real. Resultados obtidos mostram a SwissTM como a biblioteca mais eficiente em termos de consumo de energia e desempenho, seguida pela AdaptSTM, TinySTM e TL2, na maioria dos cenários de execução utilizando-se até 8 threads. Constata-se que a escalabilidade das STMs utilizadas está relacionada diretamente à particularidade das estratégias de detecção e resolução de conflitos empregada por cada biblioteca. Nesta perspectiva, verifica-se que em aplicações com transações curtas a AdaptSTM mostra-se a biblioteca mais eficiente. Em aplicações com transações médias, a SwissTM apresenta a melhor escalabilidade. Em cenários com longas transações e sob média/alta contenção a TL2 apresenta os melhores resultados. A TinySTM, por sua vez, mostra-se a biblioteca menos eficiente em termos de escalabilidade na maioria dos cenários, exibindo bons resultados somente em aplicações que apresentem mínimas taxas de cancelamentos.With the advent of multicore architectures, new challenges to software development were raised. Among those, one of the main issues in concurrent programming is related to the synchronization required to avoid race conditions. Transactional Memories have been developed by concurrent programming researchers in order to reduce dificulties and limitations found in traditional synchronization mechanisms. As it is a more recent approach to synchronization, little is known about energy consumption of Transactional Memories, in special of software implementations. In this context, this work presents the analysis and characterization of energy consumption and performance of four important Transactional Memory libraries: TL2, TinySTM, SwissTM, and AdaptSTM, using the STAMP benchmark. A differential to other works is that results were obtained for a real computational environment and not simulated. Results show that SwissTM is the most efficient library of the four in terms of energy consumption and performance, followed by AdapSTM, TinySTM, and TL2 in this order, for most of the execution scenarios and 8 threads at most. STM’s scalability is directly tied to the strategies for detection and resolution of conflicts. In this perspective, AdaptSTM is the best STM for applications with short transactions. SwissTM presents the best results for medium transactions. Long transactions and medium/high contention are best handled by TL2. On the other hand, TinySTM shows the worst scalability for most scenarios, with good results only for applications with very small abort rates.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em ComputaçãoUFPelBrasilCentro de Desenvolvimento TecnológicoCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOComputaçãoProgramação concorrenteMemória transacional em softwareConsumo de energiaConcurrent programmingSoftware transaction memoriesEnergy consumptionAnálise de consumo de energia e desempenho de memórias transacionais em software em ambiente de computação realEnergy Consumption and Performance of Software Transactional Memories in a Real Computing Environmentinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://lattes.cnpq.br/8403249807060971http://lattes.cnpq.br/5401660213198750Du Bois, André RauberPilla, Maurício LimaRico, Timóteo Matthiesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTDissertacao_Timoteo_Rico.pdf.txtDissertacao_Timoteo_Rico.pdf.txtExtracted texttext/plain155287http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5669/6/Dissertacao_Timoteo_Rico.pdf.txt37f6315f573f0b6ca975ff7eec75d772MD56open accessTHUMBNAILDissertacao_Timoteo_Rico.pdf.jpgDissertacao_Timoteo_Rico.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1630http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5669/7/Dissertacao_Timoteo_Rico.pdf.jpge3f45260a710af4513c15c1b00c5719dMD57open accessORIGINALDissertacao_Timoteo_Rico.pdfDissertacao_Timoteo_Rico.pdfapplication/pdf5790765http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5669/1/Dissertacao_Timoteo_Rico.pdfcec27b4d69adab9fcf9e6ffe4f131b02MD51open accessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; 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