Progettazione di sistemi distribuiti

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1 Progttazion di sistmi distribuiti Valutazion dll prstazioni: cnni Prformanc Cosa vuol dir ch un sistma è più vloc di un altro? Tmpo di risposta (tmpo di scuzion): diffrnza tra T c, l'istant in cui un task vin compltato, T s, l'istant in cui un task vin iniziato Prformanc è l'invrso dl tmpo di risposta Throughput: numro di task al scondo ch un sistma è capac di sguir Un utnt dl sistma è intrssato al tmpo di risposta Il gstor dl sistma è intrssato al throughput Il tmpo di risposta d il throughput sono lgati un basso tmpo di risposta implica un alto throughput s il sistma lavora con un carico di lavoro maggior o ugual al throughput, il tmpo di risposta può aumntar indfinitamnt TIGA 2

2 Mak th common cas fast! Principio: quando si fanno sclt di progtto, si favorisca il caso più frqunt risptto a qullo mno frqunt Vantaggi si migliorano l prstazioni si spndono l risors in modo più fficint il caso più frqunt è spsso qullo più smplic può ssr sguito più vlocmnt di qullo mno frqunt Esmpio. Nlla progttazion di un circuito pr la somma di du numri ottimizzar il caso "assnza di ovrflow" risptto a qullo "prsnza di ovrflow" TIGA 3 Mak th common cas fast! L'applicazion di qusto principio richid di rispondr a du domand: qual è il caso più frqunt? di quanto l prstazioni migliorano rndndo qusto caso più vloc? La lgg di Amdhal prmtt di quantificar qusto principio TIGA 4

3 La lgg di Amdhal Lgg di Amdhal i miglioramnti dll prstazioni ch possono ssr ottnuti usando un miglioramnto sono limitati dalla frazion di tmpo in cui tal miglioramnto può ssr applicato (*) un modo di scuzion più vloc La lgg di Amdhal dfinisc lo spdup Spdup = Spdup = prformanc for ntir task using nhancmnt prformanc for ntir task without using nhancmnt Excution tim for ntir task without using nhancmnt Excution tim for ntir task using nhancmnt TIGA 5 La lgg di Amdhal frazion dl task afftta dal miglioramnto (F ) task T prima dl miglioramnto task miglioramnto dll prstazioni (S =T/T') T' dopo il miglioramnto TIGA 6

4 La lgg di Amdhal Sistma original o sistma vcchio: il sistma prima dl miglioramnto Sistma nuovo: il sistma dopo il miglioramnto Sia F (Fraction nhancd) la frazion dl tmpo di scuzion dl sistma original ch può ssr convrtito pr avvantaggiarsi dl miglioramnto Sia S (Spdup nhancd) l'incrmnto dll prstazioni dovuto al miglioramnto, cioè quanto più vlocmnt il task sarbb sguito s il miglioramnto potss ssr stso a tutto il task TIGA 7 La lgg di Amdhal T old, T nw tmpo di scuzion dl task prima dopo, rispttivamnt il miglioramnto nw old F T = T ( F ) + S old T Spdup total = S o = = nw T F + S ( F ) TIGA 8

5 Lgg di Amdhal ESEMPIO Si considri un miglioramnto ch gira 0 volt più vloc dlla macchina original ma ch può ssr usato solo nl 40% dll volt. Dtrminar lo spdup global S o S = 0 F = 0.4 S o = /( /0) = /0.64 =.56 TIGA 9 Lgg di Amdhal: corollario So in funzion di S a parità di F ( F ) So S S A parità di frazion F, il guadagno incrmntal di prstazioni dovuto a miglioramnti addizionali è dcrscnt Un miglioramnto ch può ssr utilizzato solo pr una frazion F dl task non può dar uno spdup maggior di /( F ) TIGA 0

6 Lgg di Amdhal: srcizio L'implmntazion dlla radic quadrata in floating-point (FPSQR) ha prstazioni molto variabili Supponndo ch FPSQR sia rsponsabil dl 20% di un bnchmark si confrontino l du altrnativ di progtto Altrnativa FPSQR. Aggiungr un FPSQR hardwar ch incrmnta l prstazioni di 0 volt Altrnativa FP. Rndr l istruzioni FP più vloci. L istruzioni FP sono rsponsabili dl 50% dl tmpo di scuzion dl bnchmark. Il tam di progtto ritin di potr rndr l istruzioni FP 2 volt più vloci con lo stsso sforzo ncssario pr FPSQR hardwar TIGA Lgg di Amdhal: srcizio Pr confrontar l du altrnativ di progtto si confrontano i rlativi spdup Spdup Spdup FPSQR FP = = = ( 0.2) + 0 = = = ( 0.5) + 2 Migliorar l prstazioni dll istruzioni FP è globalmnt mglio a causa dlla loro maggior frqunza TIGA 2