Расчет производительности с использованием смеси Гибсона
Быстродействие микропроцессора, так же, как и любых цифровых вычислительных средств, можно определить как среднюю скорость выполнения некоторой алгоритма (операции), состав команд которого представляет собой смесь, отражающую специфику класса решаемых задач. Смеси для различных классов задач составляются на основе статистического обобщения команд всех характерных для данного класса алгоритмов. Одним из примеров таких смесей является смесь Гибсона, с помощью которой можно сравнивать быстродействие различных вычислительных средств при решении ими научно-технических задач.Для решения подобных задач в ВС чаще применяют смесь «Гибсон-3», характеристики которой представлены в таблице 14.
Таблица 14 – Смесь «Гибсон-3»
| № | Действие | Процент |
| 1 | Загрузка регистра без индексации | 31% |
| 2 | Загрузка регистра с индексацией | 18% |
| 3 | Проверка условия и переход | 17% |
| 4 | Сравнение | 4% |
| 5 | Сдвиг на 3 разряда | 4% |
| 6 | Логическая операция "И" | 2% |
| 7 | Команды с минимальным временем выполнения | 5% |
| 8 | Сложение с фиксированной запятой | 6% |
| 9 | Умножение с фиксированной запятой | 0,6% |
| 10 | Деление с фиксированной запятой | 0,2% |
| 11 | Сложение с плавающей запятой | 7% |
| 12 | Умножение с плавающей запятой | 4% |
| 13 | Деление с плавающей запятой | 1,5% |
Приведенная смесь Гибсона интересна статистически произведенными оценками состава операций в решаемых задачах вычислительного характера.
|
|
|
В рамках выполнения курсовой работы будет проведен расчет производительности заданного микропроцессора с использованием данной смеси.
Для расчета производительности по Гибсону используется следующая формула (1):
W = 
| (1) |
гдеKi – количество команд, Ti– время на выполнение команды (в тактах).
Время выполнения одного такта рассчитывается по формуле (2):
T = 
где F – частота микропроцессора (в Гц).
| (2) |
Для расчетов производительности возьмем базовую тактовую частоту микропроцессора Intel Xeon E7-2870, равную 2,40 ГГц (2,40 * 
Гц). Подставим частоту в формулу (2):
T = 
= 0,0000000004166667 = 
c
Чтобы оценить быстродействие микропроцессора в ходе выполнения данной работы используются основные арифметические команды AMD64. Архитектура AMD64 полностью описывается в пяти томах документации, предоставляемой компанией AMD.В официальной документации эта архитектура обозначается как AMD x86-64, что подчеркивает ее обратную совместимость. Архитектура EM64T является фактически реализацией AMD64 от Intel. В настоящее время поддерживается:
|
|
|
1) AMD — процессорами Z-серии (например, AMD Z-03), C-серии (например, AMD C-60), G-серии (например, AMD T56N), E-серии (например, AMD E-450), E1, E2, A4, A6, A8, A10, FX, Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Athlon II, Phenom, Phenom II, Turion 64, Turion 64 X2, Turion II, Opteron, FX, Ryzen, Ryzen Threadripper последними моделями Sempron;
2) Intel (с незначительными упрощениями) под названием «Intel 64» (также известные как «EM64T» и «IA-32e») в поздних моделях процессоров Pentium 4, а также в Pentium D, Pentium Extreme Edition, Celeron D, Celeron G-серии, Celeron B-серии, Pentium Dual-Core, Pentium T-серии, Pentium P-серии, Pentium G-серии, Pentium B-серии, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme, Core i3, Core i5, Core i7, Core i9, Atom (далеко не всеми, но большинством последних) и Xeon;
Из описанного выше видно, что использование команд AMD64 подходит для расчетов производительности заданного микропроцессора, который относится к семейству Xeon.Команды и длительность их выполнения в тактах представлены в таблице 15.
Таблица 15 – Команды и длительность в тактах
| Назначение команды | Длительность в тактах |
| Загрузка регистра без индекса | 10 |
| Загрузка регистра с индексацией | 13 |
| Проверка условия и переход | 5 |
| Сравнение | 4 |
| Сдвиг на 3 порядка | 4 |
| Логическое «И» | 4 |
| Команда с минимальным временем выполнения | 4 |
| Сложение с фиксированной запятой | 4 |
| Умножение с фиксированной запятой | 5 |
| Деление с фиксированной запятой | 17 |
| Сложение с плавающей запятой | 7 |
| Умножение с плавающей запятой | 9 |
| Деление с плавающей запятой | 22 |
|
|
|
Следовательно, после определения соответствующего значения Tдля команд из Таблицы 15 и подстановки эти значения в формулу (1) будет рассчитана производительность микропроцессора. Производительность измеряется чаще всего в MIPS – MillionInstructionsPerSecond.
Альтернативный способ определения производительности – вычисление максимального количества вещественных операций, выполняемых в единицу времени. В этом случае применяется другая известная единица измерения FLOP – Floating Point Operations per Second.
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы была разработана вычислительная система, которая состоит из следующих компонентов:
1) Два серверных микропроцессораIntel Xeon E7-2870
2) Блейд-сервер HP PROLIANT BL620C G7 на базе материнская платы HP 644496-001;
3) ЧетыреDDR3‑1333 HP 500662-B21 (8GB Dual Rank x4 PC3-10600);
4) Графический адаптер AMDATI RN-50;
5) ДваSAS SSD HP N9X96A (SFF) объемом 800GB.
Кроме того, для спроектированной вычислительной системы был выбран RAID массив версии 1 и описан процессрасчета производительности микропроцессора с использованием смеси Гибсона для научно-технических расчетов.
|
|
|
Список литературы
1) Вычислительная система[Электронный ресурс]. – URL:http://knowledge.su/v/vychislitelnaya-sistema
2) Микропроцессоры. Структура микропроцессора и его основные характеристики. [Электронный ресурс]. – URL:http://www.yaklass.ru/materiali?chtid=459&mode=cht
3) Шина управления[Электронный ресурс]. – URL:http://ru-wiki.org/wiki/Шина_управления
4) Обзор процессоров Intel для серверов [Электронный ресурс]. – URL:http://smb.ixbt.com/articles/tehnologii-i-produkty/2015-09-09/obzor-processorov-intel-dlja-serverov
5) Характеристики Genuine Hp 644496-001 643398-001 BL620c G7 материнская плата [Электронный ресурс]. – URL: https://www.ebay.com/itm/Genuine-HP-644496-001-643398-001-BL620c-G7-Motherboard-2x-LGA1567-With-Warranty-/382331957347?_ul=RU
6) Worldwide QuickSpecs — Version 14 — 6.20.2011[Электронныйресурс]. – URL:http://www.proliant.ru/files/6967/3555/HP_ProLiant_BL620c_Generation_7_Server_Blade.pdf
7) HPProLiantBL620cGen7 [Электронный ресурс]. – URL: http://www.proliant.ru/catalog/servers/BL/servery_bl_snjatye_s_proizvodstva/hp_proliant_bl620c_g7.html
8) Память для серверов HP [Электронный ресурс]. – URL: http://www.proliant.ru/catalog/options/server_opt/mem/500662_b21.html
9) Архитектура AMD64 (EM64T) [Электронный ресурс]. – URL:http://www.realcoding.net/article/view/6891
10) J.C. Gibson The Gibson Mix // Technical Report. TR 00.2043. — Poughkeepsie[Электронныйресурс]. – URL: https://courses.cs.washington.edu/courses/cse590g/04sp/Smith-1981-A-Study-of-Branch-Prediction-Strategies.pdf
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1941; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!