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PTB = an integrated page, thread and bandwidth allocation approach for NUMA architectures = PTB: uma abordagem integrada de alocação de páginas, threads e banda para arquiteturas NUMA

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Autor(es):
Martin Ichilevici de Oliveira
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Data de defesa:
Resumo

A correta alocação de threads e páginas de memória em nós de computadores de uma arquitetura NUMA (Non-Uniform Memory Access), visando igualar a demanda por acessos remotos com a disponibilidade de banda de comunicação entre os nós, pode ter um impacto significativo no tempo de execução de programas. Tipicamente, esta alocação deve atender quatro objetivos simultaneamente: (a) manter threads próximas às páginas que elas acessam; (b) distribuir a carga de trabalho de maneira uniforme entre todos os nós; (c) manter a demanda à memória abaixo da banda suportada pelo controlador de memória de cada nó; e (d) realocar threads e páginas de memória de acordo com alterações nos padrões de acesso do programa. A maioria das soluções existentes para o problema de distribuição de threads e páginas em máquinas NUMA concentra-se somente em um subconjunto destas metas, principalmente devido à complexidade das soluções requeridas e à sobrecarga resultante da implementação. Este trabalho propõe o algoritmo PTB, uma heurística que busca simultaneamente alocar (P)áginas, (T)hreads e (B)anda por todos os nós de uma arquitetura NUMA. Ao contrário de abordagens alternativas, a solução integrada PTB procura, ao mesmo tempo, distribuir o trabalho de maneira uniforme entre todos os nós e limitar a demanda aos controladores de memória de cada nó. Além disso, o algoritmo aborda questões de assimetria presentes na infraestrutura de comunicação de máquinas NUMA modernas. Resultados experimentais utilizando benchmarks das suítes Parsec, NAS e Metis revelam que PTB produz média geométrica de speedup 1.16x em relação ao escalonador padrão do Linux. Além disso, para um grande conjunto de programas, PTB produz speedups entre 1.6x e 2.0x, enquanto a solução para balanceamento NUMA do Linux mantém-se abaixo de 1.2x ou até mesmo os desacelera (AU)

Processo FAPESP: 14/15523-1 - Técnicas de alocação e balanceamento em máquinas NUMA
Beneficiário:Martin Ichilevici de Oliveira
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado