Ευέλικτες πολιτικές τοποθέτησης δεδομένων σε NUMA αρχιτεκτονικές

Μιχαλάκη, Ελένη Αικατερίνη; Michalaki, Eleni Aikaterini

dc.contributor.author	Μιχαλάκη, Ελένη Αικατερίνη	el
dc.contributor.author	Michalaki, Eleni Aikaterini	en
dc.date.accessioned	2021-03-01T08:50:44Z
dc.date.available	2021-03-01T08:50:44Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52930
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20628
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	NUMA	en
dc.subject	Πολιτικές μνήμης	el
dc.subject	Διαχείριση μνήμης	el
dc.subject	Πυρήνας Linux	el
dc.title	Ευέλικτες πολιτικές τοποθέτησης δεδομένων σε NUMA αρχιτεκτονικές	el
dc.contributor.department	Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστικά συστήματα	el
heal.classification	Πληροφορική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-02-16
heal.abstract	Στα σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα χρησιμοποιείται ευρέως η αρχιτεκτονική NUMA (Non Uniform Memory Access), στην οποία οι επεξεργαστικοί πυρήνες και η μνήμη ενός μηχανήματος είναι διαμοιρασμένοι σε ”NUMA κόμβους”. Η βασική αρχή τέτοιων συστημάτων είναι ότι η πρόσβαση από έναν πυρήνα στην τοπική του μνήμη, δηλαδή αυτή που βρίσκεται στον ίδιο κόμβο με αυτόν, γίνεται γρηγορότερα από ότι σε απομακρυσμένη. Προκειμένου να πετύχουμε μέγιστη απόδοση κατά την εκτέλεση εφαρμογών σε NUMA συστήματα είθισται να τοποθετούμε τα δεδομένα όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πυρήνα που τα προσπελαύνει. Παρ´όλα αυτά, με την αύξηση των εφαρμογών που εκτελούνται σε ένα μηχάνημα και του πλήθους των δεδομένων που αυτές επεξεργάζονται, αυτή η προσέγγιση παύει να αποτελεί πάντα τη βέλτιστη. Η συμφόρηση του διαύλου μνήμης εμφανίζεται ως ένας σημαντικός παράγοντας για τη βέλτιστη τοποθέτηση με όρους επίδοσης. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε το πρόβλημα αυτό στο λειτουργικό σύστημα Linux. Αρχικά δείχνουμε το πώς επηρεάζεται ο χρόνος εκτέλεσης μιας εφαρμογής όταν αυξάνεται ο φόρτος εργασίας ενός μηχανήματος. Στη συνέχεια αναφέρουμε τις πολιτικές δέσμευσης μνήμης τις οποίες διαθέτει το λειτουργικό και δείχνουμε ότι δεν μας παρέχουν αρκετή ευελιξία στην τοποθέτηση δεδομένων. Έτσι, προτείνουμε και υλοποιούμε μια νέα πολιτική που επιτρέπει λεπτομερή (fine grain) κατανομή δεδομένων στον τοπικό και στους απομακρυσμένους κόμβους μιας NUMA αρχιτεκτονικής. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η ευελιξία που προσφέρει ο νέος μηχανισμός μπορεί να οδηγήσει υπό συνθήκες σε μείωση του χρόνου εκτέλεσης των εφαρμογών έως και κατά 38% σε σχέση με την προεπιλεγμένη.	el
heal.abstract	Modern computing systems widely use NUMA architectures, which organize the system’s computing cores and memory into units called NUMA nodes. The basic principle of such systems is that the access time from a core to memory located within the same NUMA node, called a local memory access, is faster than to memory on a remote node. Because of this, it seems clear that in order to achieve maximum performance for applications running in NUMA systems we have to place data as close as possible to the cores that access them. However, with the growing number of applications executed on a machine and the increasingly large working set sizes, this approach of ”local allocation”is no longer optimal. Another factor that we need to consider when deciding on optimal placement is memory bandwidth congestion. In this diploma thesis we study this problem on the Linux operating system. First, we show how increasing the workload of a system affects the execution time of an application. We then present the different policies of memory allocation available on Linux, and we explain how these do not provide us with enough flexibility in order to solve our problem. Thus, we suggest and implement a new policy, which enables us to define a more fine-grained distribution of data among the local and remote nodes. Our experimental results show that the flexibily of our mechanism can, in certain cases, result in execution time improvement by as much at 38% when compared to the default placement policy.	en
heal.advisorName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.advisorName	Goumas, Georgios	en
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Πνευματικάτος, Διονύσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	64 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false