RENDIMIENTO DEL COMPUTADOR

TIEMPO DE EJECUCION:

TIEMPO DE CPU:TIEMPO DE EJECUCION DE UN PROGRAMA

TIEMPO DE RESPUESTA: TIEMPO PARA COMPLETAR UNA TAREA

TIEMPO DE CPU

TIEMPO USADO POR EL USUARIO

TIEMPO USADO POR EL SISTEMA OPERATIVO

EJEMPLO:FUNCION TIME DE UNIX, 90,7u 12.9s 2:39 65% tiempo de CPU: 90.7 +12.9 = 103.6 seg tiempo de respuesta = 2min 39 seg =159 seg tiempo de CPU = 65% de tiempo de respuesta = 159 * 0.65 = 103.6 tiempo de espera de operaciones de E-S = 159 * 0.35 = 55.6 seg

Tc*CPI*NICPU_tiempo

NI, CPI: dependen del compilador y la arquitectura de la maquinaTc: Función de la tecnología de la máquina

n

iii NI*CPICPU_ciclos_Numero

1

Tc*)NI*CPI(CPU_Tiempon

iii

1

NI

NI*CPICPI

n

iii

1

CO M P ARACIO N ES20%

S ALT O S20%

O T RASIN S T RUCCIO N ES

80%

S ALT O S20%

O T RASIN S T RUCCIO N ES

80%

CP U A

CP U B

PROBLEMA: QUE CPU ES MAS RAPIDA?

A_Tc*.B_Tc 251

A_NI*.B_NI 80

A_Tc*A_CPI*A_NIA_CPU_Tiempo

B_Tc*B_CPI*B_NIB_CPU_Tiempo

A_Tc*B_CPI*A_NI*).*.(B_CPU_Tiempo 25180

resto_CPI*A_NI

A_resto_NIsalto_CPI*

A_NI

A_salto_NIA_CPI

resto_CPI*B_NI

B_resto_NIsalto_CPI*

B_NI

B_salto_NIB_CPI

211100

802

100

20.**A_CPI

251180

602

80

20.**B_CPI

A_Tc*A_NI*.A_CPU_Tiempo 21

A_Tc*A_NI*.B_CPU_Tiempo 251

0406121

251.

.

.

A_CPU_Tiempo

B_CPU_Tiempo

Tc**CPI*ejecucion_Tiempo

NIMIPS

66 10

1

10

OTROS PARAMETROS DE RENDIMIENTO

FACTORES QUE INFLUYEN: DEPENDE DEL REPERTORIO DE INSTRUCCIONES VARIA ENTRE PROGRAMAS PUEDEN VARIAR INVERSAMENTE AL RENDIMIENTO

referenciarelativo MIPS*medir_maquina_ejecucion_Tiempo

referencia_maquina_ejecucion_TiempoMIPS

MFLOPS

610*ejecucion_Tiempo

FLOTANTE_PUNTO_NIMFLOPS

n

iii MFLOPS*WMFLOPS

1

Donde:

Wi =1, OPERACIONES DE SUMA, RESTA, COMPARACION y MULTIPLICACIONWi =4, OPERACIONESDIVISION y RAIZ CUADRADAWi =8, OTRAS OPERACIONES DE PUNTO FLOTANTE

PRODUCTIVIDAD: NUMERO DE TAREAS EJECUTADAS POR UNIDAD DE TIEMPO

LEY DE AMDAHL

LA MEJORA GLOBAL OBTENIDA EN EL RENDIMIENTO GLOBAL DEL COMPUTADOR AL USAR UN MODO DE EJECUCION MAS RAPIDO ESTA LIMITADO POR LA FRACCION DE TIEMPO QUE SE TIENE EN EL MODO MAS RAPIDO.

GANANCIA DE VELOCIDAD GLOBALcon

singlobal T

Tgv

Tsin

(1-fm)*Tsin

fm*Tsin

Tiempo ahorradode la mejora

fm*Tsin/gvmejora

Tcon

mejora

con

singlobal

gvfm

)fm(T

Tgv

1

1

fmgvlim global

mejoragv

1

1

1/(1-fm)

g vmejora

g vglobal

EJEMPLO

fm=0.4g vmejora=10 CPU

g vglobal

561

1040

401

1.

.).(

gvmejora

6661401

1.

.gvlim global

mejoragv

RENDIMIENTO MEDIO ARMONICO

mP,.....,P,P 21 CONJUNTO DE PROGRAMAS

mr,.....,r,r 21 VELOCIDADES DE EJECUCION

mt,.....,t,t 21 TIEMPOS DE EJECUCION

TIEMPO DE EJECUCION MEDIO ARMONICO

m

i ia r

*m

T1

11

VELOCIDAD MEDIA ARMONICA

m

i i

ah

r

m

TR

1

1

1

m

i i

i*a r

fT

1TIEMPO DE EJECUCION MEDIO PONDERADO

Donde, fi representa el peso del programa Pi y

m

iif

11

VELOCIDAD DE EJECUCION MEDIA ARMONICA

m

i i

i*a

*h

rf

m

TR

1

1

VELOCIDAD DE EJECUCION MEDIA ARITMETICA

m

iia r*

mR

1

1

VELOCIDAD DE EJECUCION MEDIA ARITMETICA PONDERADA

m

iii

*a r*fR

1

EJEMPLO:

P1

10000 instrucciones

P210000 instrucciones

5 segundos 2 segundos

r1 = 2000 instrucciones / segundor2 = 5000 instrucciones / segundo

3500250002000 /)(Ra instrucciones / segundo

NUMERO DE INSTRUCIONES EJECUTADAS EN 7 SEGUNDOS =3500*7=24500 20000

EJEMPLO: CUAL ES EL COMPUTADOR MAS RAPIDO

P ro g ra m a A B C

P 1 1 1 0 2 0

P 2 1 0 0 0 0 1 0 0 2 0

P 3 5 0 0 1 0 0 0 5 0

P 4 1 0 0 8 0 0 1 0 0

CALCULO DE MIPS PARA 100000000 INSTRUCIIONES

P ro g ra m a A B C

P 1 1 0 0 1 0 5

P 2 0 .1 1 5

P 3 0 .2 0 .1 2

P 4 1 0 .1 2 5 1

TIEMPO DE EJECUCION MEDIO ARITMETICO

0024120

1

10

1

100

1

4

1.)

..(*)A(Ta

77541250

1

10

11

10

1

4

1.)

..(*)B(Ta

475012

1

5

1

5

1

4

1.)(*)C(Ta

VELOCIDADES DE EJECUCION MEDIA ARMONICA

2501

.)A(T

)A(Ra

a

2101

.)B(T

)B(Ra

a

1221

.)C(T

)C(Ra

a

SOLUCION: COMPUTADOR C ES MAS RAPIDO LUEGO ES A y POR ULTIMO ES B

PROGRAMAS DE MEDIDA (BENCHMARK)

AMBITO DE APLICACION

APLICACIONES CON NUMEROS ENTEROS

APLICACIONES CON NUMEROS REALES

APLICACIONES CON BASE DE DATOS

PROGRAMAS DEIMPLEMENTACION

PROGRAMAS DE APLICACION

KERNELS

PATRONES

PERMITEN DIFERENTES OPCIONES DE EJECUCION

ANALIZAN CARACTERISTICAS ESPECIFICAS

MIDEN DIFERENTES MODOS DE FUNCIONAMIENTO

INFLUENCIA EN EL RENDIMIENTO DE LAS ALTERNATIVAS DE DISEÑO

(1) TIPO DE ELEMENTOS DEMEMORIA EN LA CPU

T IPO D E M AQ UINA VENT AJAS D ESVENT AJAS

AC C UM UL AD O R INST R UC C IO NES C O R T AS EL EVAD O T R AF IC O

R EG IST R OM AYO R F L EXIB IL ID ADM AYO R VEL O C ID AD D E AC C ESO

INST R UC C IO NES M ASL AR G AS

CONCLUSION: LA OPCION ES POR MAQUINA DE REGISTRO DE PROPOSITO GENERAL

REFERENCIA A MEMORIA EN INSTRUCCIONES ALU

T IP O D E M A Q UINA V E NT A JA S D E S V E NT A JA S

R E G IS T R O -R E G IS T R O

S IN R E F E R E NC IA A M E M O R IAF O R M A T O S IM P L EG E NE R A C IO N D E C O D IG O S IM P L E

M A Y O R NUM E R O D EINS T R UC C IO NE S P O RP R O G R A M A

R E G IS T R O -M E M O R IAM E NO R NUM E R O D EINS T R UC C IO NE S

M A Y O R T R A F IC O C O NM E M O R IAF O R M A T O M A S C O M P L E JO

M E M O R IA - M E M O R IA

M UCHOS TIP OS DEDIRE CCIONAM IE NTOM E NOR NUM ERO DEINSTRUCCIONE S P OR P ROGRA M A

A UM E NT A A C C E S O AM E M O R IAF O R M A T O C O M P L E JO

TIPOS DE SEGMENTACION

(1) SECUENCIAL

(2) SEGMENTADO LINEAL

I D X M EINSTRUCCION 1

INSTRUCCION 2I D X M E

I D X M E

I D X M E

INSTRUCCION 1

INSTRUCCION 2

(3) INFRASEGMENTADO

I D X M EINSTRUCCION 1

INSTRUCCION 2I D X M E

(4) SUPERESCALAR

I D X M EINSTRUCCION 1

INSTRUCCION 2 I D X M E

I D X M E

I D X M E

I D X M E

I D X M E

INSTRUCCION 3

INSTRUCCION 4

INSTRUCCION 5

INSTRUCCION 6

DEPENDENCIAS DE DATOS

TIPO: RAW (LEER DESPUES ESCRIBIR)

LOAD R1, AADD R2, R1, R1

TIPO: WAR (ESCRIBIR DESPUES LEER)

MUL R1, R2, R3LOAD R2, R1

TIPO: WAW (ESCRIBIR DESPUES ESCRIBIR)

MUL R1,R1, R3ADD R1, R4, R5

DEPENDENCIA DE CONTROL

MUL R1, R2, R3 JZ APROX SUB R4, R1, R1

APROX: LOAD R1, X

DEPENDENCIA DE RECURSOS COMPARTIDOS

MUL R1, R2, R3ADD R4, R2, R3