On the Investigation of Supercomputer Architectures in Multiprogramming Environments Using Analytic Models
Resumo
Os supercomputadores tem sido usados para aplicações que exigem uma alta capacidade de desempenho, tais como: previsão atmosférica, simulação de novas aeronaves e automóveis, modelagem de reservatórios de petróleo e outras. Dado o seu alto custo, os supercomputadores executam sistemas operacionais multiprogramados (ex: Cray/UNICOS), que permitem que seus recursos sejam compartilhados por vários usuarios remotos e locais. Portanto, é importante avaliar o desempenho de supercomputadores em ambientes de multiprogramação. A maioria dos estudos de desempenho existentes concentra atenção na avaliação da velocidade de programas que executam isoladamente em um supercomputador. Modelos analíticos, baseados nas redes de filas e redes de Petri, são desenvolvidos neste trabalho com duas finalidades. A primeira delas é avaliar o desempenho de supercomputadores em ambientes de multiprogramação com várias classes de usuários executando simultâneamente. A outra finalidade consiste da avaliação de uma proposta aqui apresentada para uma modificação da arquitetura dos supercomputadores vetoriais. Varios exemplos numéricos são apresentados para ilustrar os modelos apresentados.
Referências
Almeida 87, "Aproximate Solution Techniques for Queueing Network Models of Concurrent Processing and others Non-Product Form Problems", Ph.D.Dissertation, Vanderbilt University, August 1987.
Amdahl 67, "The Validity of the Single Processor Approach to Achieving Large Scale Computing Capabilities," AFIPS Conf.Proc., Vol.30, 1967.
Bucher 83, "The Computational Speed of Supercomputers," Ingrid Y.Bucher, Proceedings of the ACM Sigmetrics Conference, 1983.
Bucher 85, "Performance Assessment of Supercomputers," Bucher, Ingrid Y.and Margaret L.Simmons, in Vector and Parallel Processor: Architecture, Applications, and Performance Evaluation, et.Myron Ginsberg, North Holland, 1985.
Buzen 87, "A Unified Operational Treatment of RPS Reconnect Delays", J.Buzen and A.Shum, Proceedings of ACM Sigmetrics, 1987.
Dongarra 87, "Computer Benchmarking: Paths and Pitfalles", J.Dongarra;, J.Martin, and J.Worlton, IEEE Spectrum, July 1987.
Ercegovac 86, "Vector Processing", Ercegovac, Milos and Thomas Lang, in Supercomputers, Class VI Systems, Hardware and Software, ed. S.Fernbach, Elsevier Sciense Publishers (North-Holland), 1986.
Hwang 87, "Computer Architecture and Parallel Processing," Kai Hwang and Faye' A.Briggs, McGraw-Hill International Editions, 3rd Printing, 1987.
Jacobson 83, "Analyzing Queueing Network with Simultaneous Resource Possession", P.Jacobson and E. Lazowska, CACM, Vol.25, No.2, February 1982.
Lazowska 84, "Quantitative System Performance: Computer System Analysis Using Queueing Network Models," Lazowska, E.D., J. Zahor jan, G.S.Graham, and K. C. Sevcik, Prentice Hall,Englewood Cliffs, N.J., 1984.
Los Alamos 83, "Los Alamos National Laboratory Computer Benchmarking 1983"' J.Griffin and M. Simmons, LA-10151-MS, 1983.
Lubeck 85, "A Benchmark Comparison of Three Supercomputers: Fujitsu VP-200, Hitachi S810/20, and Cray X-MP/2", Lubecj Olaf, James Moore, and Raul Mendez, IEEE Computer, December 1985.
Marsan 84, "A Class of Generalized Stochastic Petri Nets for the Performance Evaluation of Multiprocessors", A.Marsan, M. Balbo, and G.Conti, ACM, Vol.2, No.2, 1984.
Martin 83, "Workload Characterization for Vector Computers: Tools and Techniques," Martin. Joanne L., Ingrid Y. Bucher, and Tony T. Warnock, Los Alamos National Laboratory Research Report LA-UR-83-305, Los Alamos, New Mexico, USA, 1983.
Martin 87, "Supercomputer Performance Evaluation: Status and Directions", J.Martin and D. Mueller-Wichards, The Journal of Supercomputing, Vol.l, No.l, May 1987.
Menasce 81, "Optimistic versus Pessimistic Concurrency Control Mechanisms in Data Base Management Systems", Information Systems, Pergamon Press, Vol.7, No.l, 1981.
Menasce 82, "Operational Analysis of Multiclass Systems with Variable Degree Multiprogramming and Memory Queueing", D.Menasce and V.Almeida, Computer Performance, Vol.3, No.3, September 1982.
Molloy 81, "On the Integration of Delay and Throughput Measures in Distributed Processing System", Ph.D.Thesis, UCLA 1981.
Peterson 81, Petri Net Theory and the Modeling of Systems, Prentice Hall, 1981.
Weiss 84, "Instruction Issue Logic in Pipelined Computers," S.Weiss Shlomo and James E.Smith, IEEE TC Vol.C-33, No 11,November 1984.
