Αξιοποίηση των τεχνολογιών Intel RDT για τη βελτίωση της ποιότητας υπηρεσίας (QoS) σε πολυεπεξεργαστικά συστήματα

Γιαντσίδη, Δήμητρα; Giantsidi, Dimitra

dc.contributor.author	Γιαντσίδη, Δήμητρα	el
dc.contributor.author	Giantsidi, Dimitra	en
dc.date.accessioned	2018-04-19T08:47:58Z
dc.date.available	2018-04-19T08:47:58Z
dc.date.issued	2018-04-19
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46846
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15327
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Καταμερισμός κοινόχρηστης κρυφής μνήμης	el
dc.subject	Shared cache partitioning	en
dc.subject	Ποιότητα υπηρεσίας	el
dc.subject	Τεχνολογία Intel Cache-Allocation	el
dc.subject	Δυναμικός μηχανισμός με ανάδραση	el
dc.subject	Πλήρης χρησιμοποίηση επεξεργαστή	el
dc.subject	Quality of service	en
dc.subject	Intel Cache-Allocation technology	en
dc.subject	Dynamic mechanism with feedback	en
dc.subject	Full utilization of a multicore processor	en
dc.title	Αξιοποίηση των τεχνολογιών Intel RDT για τη βελτίωση της ποιότητας υπηρεσίας (QoS) σε πολυεπεξεργαστικά συστήματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αρχιτεκονική υπολογιστών	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-14
heal.abstract	Η παροχή ποιότητας υπηρεσίας στα σύγχρονα κέντρα δεδομένων είναι νευραλγικής σημασίας. Μέχρι τώρα, οι πάροχοι υπηρεσιών Υπολογιστικού Νέφους (Cloud Services providers) εξασφαλίζουν και τηρούν τα SLAs (Service-Level-Argeements) των πελατών παρέχοντας απομονωμένη εκτέλεση των επιλεγμένων υπηρεσιών στους επεξεργαστές, δηλαδή απαγορεύοντας την συνεκτέλεση των συγκεκριμένων υπηρεσιών με άλλες. Με άλλα λόγια, τα επεξεργαστικά συστήματα στα κέντρα δεδομένων υποχρησιμοποιούνται σε σημαντικό βαθμό, λιγότερο από 50%, προκειμένου να εξασφαλιστεί η ζητούμενη ποιότητα υπηρεσίας. Η ανάγκη για απομόνωση της εκτέλεσης μιας υπηρεσίας πηγάζει από τον ανταγωνισμό των εφαρμογών, κατά τη συνεκτέλεση, για τους κοινόχρηστους πόρους του συστήματος, όπως για παράδειγμα είναι η τελευταίου επιπέδου κρυφή μνήμη (Last-Level-Cache). Αυτός ο ανταγωνισμός βλάπτει την βέλτιστη επίδοση και κατ’ επέκταση την ποιότητα υπηρεσίας των εφαρμογών. Η διαχείριση αυτού του επιπέδου μνήμης, δηλαδή η επίβλεψη χρήσης και ο διαμοιρασμός τμημάτων της στις εφαρμογές του συστήματος έγινε πρόσφατα εφικτή μέσω των τεχνολογιών Cache-Monitoring και Cache-Allocation που ανέπτυξε η Intel. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε και αξιοποιούμε τις παραπάνω τεχνολογίες για την υλοποίηση ενός δυναμικού μηχανισμού με ανάδραση, ο οποίος στοχεύει στην βελτίωση της ποιότητας υπηρεσίας μιας εφαρμογής με υψηλή προτεραιότητα και ταυτόχρονα επιδιώκει την μείωση της χρονικής επιβράδυνσης εφαρμογών με λιγότερη προτεραιότητα. Στόχος μας είναι να προστατεύσουμε την εκτέλεση της υψηλής προτεραιότητας εφαρμογής στην περίπτωση που το σύστημα χρησιμοποιείται πλήρως, δηλαδή για N-το-πλήθος πυρήνες κάθε χρονική στιγμή είναι χρονοδρολογημένα Ν-το-πλήθος νήματα. Για την αξιολόγηση του μηχανισμού εκτελούμε συνεκτελέσεις μονονηματικών εφαρμογών από τις σουίτες PARSEC και SPEC2006 στον επεξεργαστή Xeon E5-2630 v4 που υποστηρίζει τις προαναφερθείσες τεχνολογίες. Τέλος, αποδεικνύουμε ότι η χρήση του μηχανισμού αυτού ενδύκνειται ταυτόχρονα σε συνεκτελέσεις με μεγάλη ευαισθησία της εφαρμογής με υψηλή προτεραιότητα ως προς την κρυφή μνήμη αλλά και σε συνεκτελέσεις οι οποίες προκαλούν κορεσμό στο εύρος του διαύλου δεδομένων προς τη μνήμη.	el
heal.abstract	Safeguarding Quality of Service in modern data centers is of great importance. Until now, Cloud Services’ providers ensured and satisfied customers’ SLAs by providing a fully-isolated execution of the selected applications in multi-processors, namely, forbiding these applications to co-execute with others. In other words, computing systems in data centers are underutilized in a significant degree, less than 50%, so as the required Quality of Service to be ensured. The need for isolating the execution of an application is a result of the applications’ contention, during co-execution, for all shared resources, such as the last level shared cache memory. This contention harms the optimal performance and as consequence, the Quality of Service. The management of this memory hierarchy level, namely, the inspection of use and the cache partitioning among applications is lately feasible via Cache-Monitoring technology as well as Cache-Allocation technology implemented by Intel. In this Diploma Thesis we study and exploit the above technologies for the implementation of a dynamic mechanism with feedback, which aims to improve Quality of Service of a high priority apllication, and, at the same time, tries to reduce the time latency of other applications with lower priority. Our scope is to protect the execution of the application with high priority in cases of a fully utilised system, that is, for N cores every sigle time, N software theads are scheduled. For the evaluation of the mechanish we co-execute single-threaded applications of suites PARSEC and SPEC2006 in Intel Xeon E5-2630 v4 processor which supports the aforementioned technologies. Finally, we prove that our mechanism is suitable in co-executions with a cache-sensitive high priority appication as well as in co-executions which causes memory bandwidth saturation	en
heal.advisorName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	80 σ.
heal.fullTextAvailability	true