Nos anos 60, os mais populares eram mainframes enormes, custando milhões de dólares, armazenados em uma sala e administrado por operadores. Basicamente para dados de empresas financeiras e computação científica

Nos anos 60, os mais populares eram mainframes enormes, custando milhões de dólares, armazenados em uma sala e administrado por operadores. Basicamente para dados de empresas financeiras e computação científica.

• Nos anos 60, os mais populares eram mainframes enormes, custando milhões de dólares, armazenados em uma sala e administrado por operadores. Basicamente para dados de empresas financeiras e computação científica.

• Nos anos 70 surge o minicomputador focado para aplicações científicas. Múltiplos usuários usavam-no através de terminais. Processamento compartilhado no tempo. Também surge os supercomputadores para aplicações científicas (mais raros, mas importantes).

Nos anos 80, surgiu o microcomputador servindo como computador pessoal e workstations. Começa a decair o uso de sistemas em tempo compartilhado que é substituído por servidores (maior estabilidade, maior poder de processamento, maior memória).

• Nos anos 80, surgiu o microcomputador servindo como computador pessoal e workstations. Começa a decair o uso de sistemas em tempo compartilhado que é substituído por servidores (maior estabilidade, maior poder de processamento, maior memória).

• Nos anos 90 surge a internet e o worl wide web, os primeiros computadores pessoais de mão e consumidores de produtos eletrônicos de alto desempenho. A popularidade dos celulares permitiu o surgimento de computadores embarcados.

Estas alterações no uso do computador levaram a três diferentes mercados de computação, cada um caracterizado por diferentes aplicações, requisitos e tecnologias de computação.

• Estas alterações no uso do computador levaram a três diferentes mercados de computação, cada um caracterizado por diferentes aplicações, requisitos e tecnologias de computação.

• No ano de 2005, venderam-se 3 bilhões de processadores embarcados, 200 milhões de desktops e 10 milhões de servidores.

Desktop

• Desktop

• Servidores

• Embarcados

Ainda o mercado mais rentável da informática

• Ainda o mercado mais rentável da informática

• O consumidor tende a “olhar” para o custo-benefício em termos de desempenho.

• Os novos processadores de alto desempenho e baixo custo são lançados no modelo DESKTOP

• A diversidade de programas tende a ser um paradigma na arquitetura. E o aumento de aplicações voltadas para a web tendem a se mudar os critérios de análise de desempenho.

Com a guinada para sistemas desktop, o papel de servidores cresceu para fornecer maior escalabilidade e mais confiabilidade aos arquivos e serviços de informática.

• Com a guinada para sistemas desktop, o papel de servidores cresceu para fornecer maior escalabilidade e mais confiabilidade aos arquivos e serviços de informática.

• O WWW acelerou essa tendência

• Tais servidores se tornaram a espinha dorsal da computação empresarial de grande escala, substituindo os tradicionais mainframes

CONFIABILIDADE !!!!!!!!

• CONFIABILIDADE !!!!!!!!

ESCALABILIDADE

• ESCALABILIDADE

• Servidores, muitas vezes, precisam crescer em resposta uma demanda maior de seus serviços. Assim, a capacidade de escalabilidade de poder de processamento, de memória, armazenamento e de I/O é crucial

DESEMPENHO

• DESEMPENHO

• Responder a um usuário é importante, mas mais importante é responder a diversos usuários simultaneamente de modo a manter boa qualidade.

• Pode-se medir o desempenho através do número de requisições que consegue servir em um segundo.

Supercomputadores. Eles são os computadores mais caros, custando dezenas de milhões de dólares, e eles enfatizam desempenho de pontos flutuantes.

• Supercomputadores. Eles são os computadores mais caros, custando dezenas de milhões de dólares, e eles enfatizam desempenho de pontos flutuantes.

• Clusters vêm crescendo imensamente.

• O número de supercomputadores está diminuindo, assim como as empresas que o usam

São os que crescem a taxas mais altas no mercado

• São os que crescem a taxas mais altas no mercado

• Exemplos: geladeira, máquina de lavar, microondas, switches, carros, celulares, PDAs, video-games, DVD, TV, etc.

• São processadores de 8 ou 16 bits que custam menos de $0,10, processadores de 32 bits que fazem 100 milhões de operações por segundo que custam menos de $5,00 e processadores de ponta que fazem 100 billhões de operações por segundo por $100

A meta principal dos sistemas embarcados é o PREÇO MÍNIMO possível. O desempenho não é tão essencial.

• A meta principal dos sistemas embarcados é o PREÇO MÍNIMO possível. O desempenho não é tão essencial.

• Deve-se atentar para diversos sistemas onde o processamento deve ser em tempo real. O usuário não pode solicitar serviços que não possam ser fornecidos.

MINIATURIZAÇÃO DE MEMÓRIA

• MINIATURIZAÇÃO DE MEMÓRIA

• Memória interna ao chip ou externa

• EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

• Balanceamento

• eficiência energética x tamanho de memória

A tarefa do designer de arquitetura de computador é complexo: determinar que atributos são importantes para um novo computador e projetá-lo de modo a maximizar desempenho considerando custos, poder e limitações de disponibilidade.

• A tarefa do designer de arquitetura de computador é complexo: determinar que atributos são importantes para um novo computador e projetá-lo de modo a maximizar desempenho considerando custos, poder e limitações de disponibilidade.

• Precisa-se definir o conjunto de instruções, organização funcional, projeto lógico e implementação. Deve-se atentar ainda para design de circuito, invólucro, energia e refrigeração.

Instruction Set Architecture (ISA). ISA serve de fronteira entre hardware e software

• Instruction Set Architecture (ISA). ISA serve de fronteira entre hardware e software

• Tipos de ISA: Alocados em registradores de uso geral e operandos em registradores ou memória externa. Acesso a memória através de load-store. Fig 1.4.

• Endereçamento de memória: Todos os computadores, incluindo 80x86 e MIPS,usam endereçamento por byte. No MIPS necessita-se fornecer o alinhamento.

Modos de Endereçamento: Especifica o endereço na memória do objeto. MIPS usa o registro (reg1 := reg2 * reg3; ), direto para constantes (reg1 := reg2 + constant; ) e deslocamento (reg := RAM[base + offset]). O 80x86 usa os mesmos e mais três variações do deslocamento:

• Modos de Endereçamento: Especifica o endereço na memória do objeto. MIPS usa o registro (reg1 := reg2 * reg3; ), direto para constantes (reg1 := reg2 + constant; ) e deslocamento (reg := RAM[base + offset]). O 80x86 usa os mesmos e mais três variações do deslocamento:

• Offset = 0, ou absoluto
• Dois registros, base é indexada com deslocamento
• Dois registros, onde um registro é multiplicado pelo tamanho do operando

Tipos e tamanhos dos operandos: MIPS and 80x86 suporta operandos de:

• Tipos e tamanhos dos operandos: MIPS and 80x86 suporta operandos de:

• 8 bits (código ASCII)
• 16 bits (Caracter Unicode ou half word)
• 32 bits (inteiro ou word)
• Temos ainda a representação em número em ponto flutuante com 32 ou 64 bits. O 80x86 ainda permite 80 bits para ponto flutuante.

Operações: tranferência de dados, aritmético e lógico, controle e ponto flutuante. Ver Fig 1.5 na página 40.

• Operações: tranferência de dados, aritmético e lógico, controle e ponto flutuante. Ver Fig 1.5 na página 40.

• Instruções de Controle de Fluxo: desvios condicionais, desvios incondicionais, chamada de procedimento e retorno.

• Codificação de ISA: Pode ser de tamanho fixo ou variável. Todas as instruções MIPS tem 32 bits. O 80x86 tem tamanho variável entre 1 e 18 bytes. Quando codificado para representação binária ocorrerá grandes diferenças. Fig 1.6.

opcode: código da operação a ser efetuada

• opcode: código da operação a ser efetuada

• rs, rt e rd: registradores

• shamt: deslocamento do registradore

• funct: variação da operação dita no opcode

• Immediate: endereço de memória

Organização

• Organização

• Aspectos de alto nível
• Sistema de memória
• Interconexão entre memória
• Arquitetura interna da CPU

• AMD Opteron 64 X Intel Pentium 4  Mesmo ISA, porém organização diferente (pipeline e organização da cache)

SUMÁRIO

• SUMÁRIO

• Introdução
• Tipos de computadores
• Definindo uma arquitetura de computadores
• Tendências de tecnologia

Se uma ISA (Instruction Set Architecture) atinge o sucesso, ela deve ser feita de modo a sobreviver a rápidas mudanças de tecnologia.

• Se uma ISA (Instruction Set Architecture) atinge o sucesso, ela deve ser feita de modo a sobreviver a rápidas mudanças de tecnologia.

• A ISA do processador do mainframe da IBM durou 40 anos. Um arquiteto de computadores, portanto, deve planejar de modo a aumentar a vida útil do seu projeto.

• Um projeto de sistema de computador demora 5 anos para entrar no mercado (2 anos de design e 3 anos de produção)

Quatro tecnologias são críticas para implementação modernas:

• Quatro tecnologias são críticas para implementação modernas:

• Tecnologia de Circuito Lógico Integrado: aumento de densidade (35%), diminuição de tamanho (10-20%)

• Semicondutor DRAM (Dynamic random-access memory): aumento da capacidade (40%)

• Tecnologia de Disco Magnético: aumento de densidade (30%)

• Tecnologia de Rede: depende de switches e das tecnologias de transmissão

Bandwidth ou throughput ou Largura de banda é a quantidade de trabalho feito em determinado tempo (megabytes por segundo em tranferência de dados por disco)

• Bandwidth ou throughput ou Largura de banda é a quantidade de trabalho feito em determinado tempo (megabytes por segundo em tranferência de dados por disco)

• Latência ou tempo de resposta é o tempo entre o início e o fim de um evento (milisegundo para disco).

Um CI (fios e transistores) cada vez estão menores. Decremento linear causa aumento de densidade quadrática.

• Um CI (fios e transistores) cada vez estão menores. Decremento linear causa aumento de densidade quadrática.

• A diminuição de tamanho dos transistores e fios reduz a tensão necessária e melhor o desempenho dos transistores, porém piora o desempenho dos fios,dificultando a propagação do sinal (latência).

SUMÁRIO

• SUMÁRIO

• Introdução
• Tipos de computadores
• Definindo uma arquitetura de computadores
• Tendências de tecnologia
• Tendências em Energia de CI

A energia é levada para dentro do chip e distribuído internamente.

• A energia é levada para dentro do chip e distribuído internamente.

• Modernos microprocessadores contém centenas de pontos e várias camadas de interconexão.

• É gerado calor que deve ser dissipado

Em chips CMOS, a maior parte do consumo de energia se dá no chaveamento feito pelo transistor.

• Em chips CMOS, a maior parte do consumo de energia se dá no chaveamento feito pelo transistor.

• Potência Dinâmica (Watts) = ½ * Carga Capacitiva * Voltagem^2 * Freqüência de chaveamento

• Energia Dinâmica (Joules) = Carga Capacitiva * Voltagem^2

• Voltagem diminuiu no decorrer dos anos

• A carga capacitiva é uma função do número de transistores conectados a uma saída e a tecnologia.

Diminuição do CLOCK diminuiu a potência, mas não diminui a energia (para uma mesma tarefa). Para cálculo de vida de bateria, se considera energia.

• Diminuição do CLOCK diminuiu a potência, mas não diminui a energia (para uma mesma tarefa). Para cálculo de vida de bateria, se considera energia.

• EXEMPLO: -15% V e -15% f

Os primeiros microprocessadores dissipavam dezenas de watts

• Os primeiros microprocessadores dissipavam dezenas de watts

• O Pentium 4 extreme edition 3.2GHz consome 135 Watts. Portanto, estamos atingindo o limite de temperatura que pode ser dissipada por ar.

• Vários chips Intel possuem diodos de temperatura que diminuem a atividade do processador quando é atingida determinada temperatura. Diminuição de tensão, freqüência de clock.

Potência é o maior fator limitante do uso de transistores.

• Potência é o maior fator limitante do uso de transistores.

• A maioria dos processadores inativam o clock de módulos para economizar energia e potência

• Apesar de potência dinâmica ser mais crítico, cada vez mais a potência estática torna-se cada vez mais crítico, devido aumento no número de transistores e consequente aumento na corrente de fuga.

SUMÁRIO

• SUMÁRIO

• Introdução
• Tipos de computadores
• Definindo uma arquitetura de computadores
• Tendências de tecnologia
• Tendências em Energia de CI
• Tendências em Custo

Objetiva-se aqui discriminar os custos dos componentes de um sistema e detectar tendências.

• Objetiva-se aqui discriminar os custos dos componentes de um sistema e detectar tendências.

• O princípio que guia os custos é a curva de tecnologia que é a performance. Memórias DRAM barateiam 40% ao ano, na mesma proporção que aumenta o desempenho.

• Outro fator é o volume do produto no mercado. Devido aumento de produtividade e de acumulo de experiência na produção (tecnologia).

O mercado de informática funciona como commodity. DRAMs, HDs, monitores, teclados, etc... Todos são padronizados e encontrados similares em qualquer canto e feito por qualquer fabricante. Nos últimos anos, muitos computadores pessoais viraram commodity focado em vender desktop e laptop com sistema microsoft windows.

• O mercado de informática funciona como commodity. DRAMs, HDs, monitores, teclados, etc... Todos são padronizados e encontrados similares em qualquer canto e feito por qualquer fabricante. Nos últimos anos, muitos computadores pessoais viraram commodity focado em vender desktop e laptop com sistema microsoft windows.

• Como todos os vendedores vendem praticamente a mesma coisa, a competição é altíssima, o que diminui as margens de lucro. Fora o fato da demanda ser altíssima.

O circuito integrado possui o seu custo relativo ascendente.

• O circuito integrado possui o seu custo relativo ascendente.

• Die=molde(processador), wafer=pastilha, yeld=rendimento

Tipicamente, alfa=4 (tecnologia de produção ou curva de aprendizagem). Em 2006 havia uma média de 0.4 cm^2. Considere Wafer yeld=100%

• Tipicamente, alfa=4 (tecnologia de produção ou curva de aprendizagem). Em 2006 havia uma média de 0.4 cm^2. Considere Wafer yeld=100%

A maioria dos microprocessadores modernos de 32 e 64 bits possuem tamanhos entre 1 cm e 1,5 cm.

• A maioria dos microprocessadores modernos de 32 e 64 bits possuem tamanhos entre 1 cm e 1,5 cm.

• Sistemas embarcados, possuem processadores entre 0.25 cm^2 e 0,1 cm^2

• $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

• Wafer de 300mm de diâmetro = $5000-6000 (2006)

• Se wafer=%5500, o custo de um die de 1cm^2 é de $13 e o de um de 2,25cm^2 é de $46

O die precisa ser testado, encapsulado, e novamente testado.

• O die precisa ser testado, encapsulado, e novamente testado.

• Mask set é um processo fixo de produção de chips que é em torno de 1 milhão de doláres. Quanto menos chips produzidos, maior o custo relativo. Consistem em sobrepor camadas de metal.

• Portanto, precisamos atentar para o cuso benefício, já que maiores processadores implicam em maiores custos.

SUMÁRIO

• SUMÁRIO

• Introdução
• Tipos de computadores
• Definindo uma arquitetura de computadores
• Tendências de tecnologia
• Tendências em Energia de CI
• Tendências em Custo
• Confiabilidade

Historicamente, o CI é o elemento mais confiável em sistema de computador. Pinos e comunicação são mais suceptíveis a falhas e a parte interna com erros baixíssimos.

• Historicamente, o CI é o elemento mais confiável em sistema de computador. Pinos e comunicação são mais suceptíveis a falhas e a parte interna com erros baixíssimos.

• Essa convenção está mudando a medida que diminuímos os elementos abaixo de 65 nanômetros. A tendência é igualar os erros transitórios e permanentes.

A confiabilidade tornou-se crítica com a popularização dos serviços de internet. Provedores fornecem Service Level Agreements (SLA) ou Service Level Objectives (SLO) para garantir confiabilidade. Dois estados de acordo com a SLA:

• A confiabilidade tornou-se crítica com a popularização dos serviços de internet. Provedores fornecem Service Level Agreements (SLA) ou Service Level Objectives (SLO) para garantir confiabilidade. Dois estados de acordo com a SLA:

• 1. Service accomplishment (realizado), aonde o serviço é realizado conforme especificado
• 2. Service interruption (interrupção), aonde o serviço é diferente do SLA

• Transição entre os estados ocorrem devido a falhas (2 para 1) e devido a restaurações (1 para 2).

Quantificação das transições

• Quantificação das transições

• Module reliability (Confiança): medida do tempo contínuo de serviço realizado

• Module availability (Disponibilidade): medida do serviço realizado em relação a falhas de acordo com a frequência de transições.

• Unidades:

• MTTF (tempo médio para falha)
• MTTR (tempo médio para reparo)
• FIT (falhas por tempo)

O que fazer para garantir maior confiabilidade? Rendundância!!!!

• O que fazer para garantir maior confiabilidade? Rendundância!!!!

• Tempo: repetir a operação para ver se o erro persiste
• Recursos: ter outros dispositivos em caso de um falhar

• No exemplo anterior, vamos calcular os novos parâmetros quando duplicamos a fonte de energia.

• Portanto, ao fazermos redundância, teremos uma fonte 830.000.000/200.000=4150 vezes mais confiável

SUMÁRIO

• SUMÁRIO

• Introdução
• Tipos de computadores
• Definindo uma arquitetura de computadores
• Tendências de tecnologia
• Tendências em Energia de CI
• Tendências em Custo
• Confiabilidade
• Medição, relatórios e resumindo o desempenho

“Meu computador é mais rápido que o seu!” O que isso significa?

• “Meu computador é mais rápido que o seu!” O que isso significa?

• Para um usuário desktop significa que demora menos tempo para executar determinada tarefa

• Para o servidor da Amazon.com diz respeito ao número de transações por hora.

• Portanto, um usuário almeja a redução de tempo de resposta ou tempo de execução. Um administrador de grandes sistemas almeja aumentar o throughput (trabalho feito sobre tempo).

“O throughput d X é 1.3 vezes maior que Y.” Logo, X faz 1.3 tarefas enquanto Y faz 1.

• “O throughput d X é 1.3 vezes maior que Y.” Logo, X faz 1.3 tarefas enquanto Y faz 1.

Não se deve atentar apenas para velocidade dos dispositivos. A única medida consistente e confiável de desempenho é o tempo de execução de programas reais. Com a multiprogramação, o processador trabalha em outro programa enquanto espera por E/S e não necessariamente minimiza o tempo de resposta de um programa.

• Não se deve atentar apenas para velocidade dos dispositivos. A única medida consistente e confiável de desempenho é o tempo de execução de programas reais. Com a multiprogramação, o processador trabalha em outro programa enquanto espera por E/S e não necessariamente minimiza o tempo de resposta de um programa.

• O conceito mais elementar de tempo é chamada wall-clock time, tempo de resposta, ou tempo decorrido. Corresponde ao tempo de executar uma tarefa considerando acesso a discos, acesso a memória, atividades de E/S, desempenho de sistema operacional.

Como avaliar o desempenho de um computador? Uma medida simples consiste em considerar um usuário que costuma executar sempre os mesmos programas e começar a mensurar a resposta do sistema para esses processos do usuário.

• Como avaliar o desempenho de um computador? Uma medida simples consiste em considerar um usuário que costuma executar sempre os mesmos programas e começar a mensurar a resposta do sistema para esses processos do usuário.

• Deve-se, porém contar com outros métodos para medição de desempenho de um computador.

Benchmark

• Benchmark

• Em computação, benchmark é o ato de executar um programa de computador, um conjunto de programas ou outras operações, a fim de avaliar a performance relativa de um objeto, normalmente executando uma série de testes padrões e ensaios nele. (wikipedia)

Benchmark

• Benchmark

• A melhor forma é através de programas reais. Existem outros métodos que tentam facilitar...

• Kernels
• Programas simples
• Benchmark sintéticos

• Porém, não são ideais, pois o programador pode conspirar para que o resultado de determinado sistema seja superior ou inferior.

Benchmark

• Benchmark

• Existem, portanto, coleções de aplicações benchmark, chamados de benchmark suites. Contém inúmeros programas diferentes de modo a garantir uma análise baseada em cada caso. Cada programa terá características diferentes.

Benchmark

• Benchmark

• EDN Embedded Microprocessor Benchmark Consortium é uma ferramenta com 41 kernels usados para analisar a performance de diferentes computadores embarcados. Conseguem apontar zonas onde não há melhoria e onde há grande melhoria de dezempenho. Utiliza o Dhrystone como programa sintético.

Benchmark

• Benchmark

• Uma das tentativas mais bem sucedidas para criar aplicativos de referência padronizada tem sido o SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation). Surgiu nos anos 80 para medir desempenho de workstations. Existem hoje benchmarks SPEC capazes de cobrir diferentes tipos de aplicação.

• www.spec.org

Desktop Benchmark

• Desktop Benchmark

• Benchmarks de processamento intensivo

• Benchmarks de gráfico intensivo

• Convêm salientar, porém, que muitos de gráfico intensivo também são de processamento intensivo.

• SPEC benchmarks são programas reais modificados para serem portáteis e para minimizar o efeito de E/S no desempenho

Desktop Benchmark

• Desktop Benchmark

Desktop Benchmark

• Desktop Benchmark

• O

Servidor Benchmark

• Servidor Benchmark

• Como cada servidor tem uma aplicação específica, existirá também diversos tipos de benchmarks.

• O modo mais simples de medição consiste no benchmark orientado a throughput de processador. Deve haver um benchmark para cada processador.

Servidor Benchmark

• Servidor Benchmark

• Como muitos servidores mantém trafego intenso com rede e/ou periféricos (ex: hd). Portanto, existirá um benchmark SPEC para cada serviço. SPECSFS para serviço de servidor de arquivo, SPECWeb para servidor web.

Servidor Benchmark

• Servidor Benchmark

• Processamento de transações (TP) benchmarks mede a capacidade de um sistema de lidar com as operações, que consistem em acessos de dados e atualizações. Intenso tráfego com banco de dados. Exemplos: Reserva de passagem aérea, transações bancárias. Dado em transações por tempo.

• Nos anos 80 surgiu o Transaction Processing Council (TPC) que busca um benchmark voltado para TP. (www.tpc.org)

Benchmark

• Benchmark

• Para um relatório completo constado o desempenho deve ser considerado também o custo do sistema, para que se considere o custo/desempenho.

• Na prática de projeto de um computador, deve-se avaliar uma míriade de opções para se quantificar os benefícios relativos através de um conjunto de parâmetros relevantes.

Servidor Benchmark

• Servidor Benchmark

• O

SUMÁRIO

• SUMÁRIO

• Introdução
• Tipos de computadores
• Definindo uma arquitetura de computadores
• Tendências de tecnologia
• Tendências em Energia de CI
• Tendências em Custo
• Confiabilidade
• Medição, relatórios e resumindo o desempenho
• Princípios quantitativos de um projeto de computador

Agora que vimos como definir, medir e resumir o desempenho, custo, confiabilidade, e potência, podemos explorar as orientações e princípios que são úteis no projeto e análise de computadores. Esta seção apresenta importantes observações sobre o projeto, bem como duas equações para avaliar alternativas.

• Agora que vimos como definir, medir e resumir o desempenho, custo, confiabilidade, e potência, podemos explorar as orientações e princípios que são úteis no projeto e análise de computadores. Esta seção apresenta importantes observações sobre o projeto, bem como duas equações para avaliar alternativas.

PARALELISMO!!! Paralelismo é um dos mais importantes métodos para melhorar desempenho. Cada capítulo do livro contém um exemplo de como usar paralelismo.

• PARALELISMO!!! Paralelismo é um dos mais importantes métodos para melhorar desempenho. Cada capítulo do livro contém um exemplo de como usar paralelismo.

• Paralelismo a nível de sistema (processadores e discos). Atentar para a escalabilidade.
• Paralelismo a nível de instrução (pipeline).
• Paralelismo a nível digital. Exemplo: procura paralela em memória, aumento de bits por operando.

PRINCÍPIO DE LOCALIDADE

• PRINCÍPIO DE LOCALIDADE

• Característica de programas. Um programa tende a reusar dados e instruções previamente usadas. Pode-se prever as próximas instruções e dados estatisticamente conhecendo-se o passado próximo.

• Essa característica é mais importante para tratar dados do que instruções.

• Localidade Temporal
• Localidade Espacial

FOCO NO CASO COMUM

• FOCO NO CASO COMUM

• Talvez o princípio mais importante em projeto de computadores. Ao projetar, dar ênfase a recursos que serão demasiadamente usadas pelos usuários.

• Exemplo: Somar. O overflow é raro, portanto, pode-se ignorar maior implementação para tratar overflow para se obter maior rendimento para uma soma sem overflow.

FOCO NO CASO COMUM

• FOCO NO CASO COMUM

• Lei de Amdahl: O ganho de performance que pode ser obtido aumentando desempenho de partes do sistema.

FOCO NO CASO COMUM

• FOCO NO CASO COMUM

• O ganho se dá por dois fatores:

• A fração do tempo de computação no computador original que pode ser convertido para aproveitar o ganho. Sempre menor ou igual a 1. Exemplo: um processo demora 60 segundos, porém 20 segundos estão sujeitos a melhoria, logo teremos a fração de melhoria de 20/60
• A melhoria obtida pelo modo de execução melhorada, ou seja, quanto mais rápida a tarefa seria executada se o modo melhorado fosse usado no programa inteiro. Exemplo: um processo melhorado demora 2 segundos enquanto o origial demora 5 segundos, logo teremos speedup=5/2

EQUAÇÃO DE DESEMPENHO DE PROCESSADOR

• EQUAÇÃO DE DESEMPENHO DE PROCESSADOR

• Todos apresentam um clock. Ciclos de Clock. Duração de um ciclo de clock é dado em segundos. (1GHz = 1ns)

CPI = Ciclos de Clock por instrução

• CPI = Ciclos de Clock por instrução

• IPC = Instrução por ciclo de clock

• IC = Contador de instrução

Desempenho do processador depende de frequência de clock, ciclos de clock por instrução e contador de instrução. E cada um desses três parâmetros tem pesos iguais. Uma melhoria de 10% em qualquer dos 3 itens leva a um ganho de 10% no tempo de processamento.

• Desempenho do processador depende de frequência de clock, ciclos de clock por instrução e contador de instrução. E cada um desses três parâmetros tem pesos iguais. Uma melhoria de 10% em qualquer dos 3 itens leva a um ganho de 10% no tempo de processamento.

representa o número de vezes que a instrução i em um programa

• representa o número de vezes que a instrução i em um programa

• representa a média do número de clocks por instrução para a instrução i

A maioria dos modernos processadores incluem contadores de instruções executadas e de ciclos de clock. Monitorando esses parâmetros consegue-se uma boa análise quantitativa.

• A maioria dos modernos processadores incluem contadores de instruções executadas e de ciclos de clock. Monitorando esses parâmetros consegue-se uma boa análise quantitativa.