Caracterização de Cargas de Trabalho Caracterização de Cargas de Trabalho Estudos sobre Gerência de Memória Virt Estudos sobre Gerência de Memória Virt Hugo Henrique Casset Edson Toshimi Midori EPUSP - Escola Politécnica da Universidade de São PCS - Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Dig
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Caracterização de Cargas de Trabalho em Estudos sobre Gerência de Memória Virtual Hugo Henrique Cassettari Edson Toshimi Midorikawa EPUSP - Escola Politécnica.
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Caracterização de Cargas de TrabalhoCaracterização de Cargas de Trabalhoem Estudos sobre Gerência de Memória Virtualem Estudos sobre Gerência de Memória Virtual
Hugo Henrique CassettariEdson Toshimi Midorikawa
EPUSP - Escola Politécnica da Universidade de São PauloPCS - Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais
Objetivo
Descrever o Elephantools:
Um pacote composto por ferramentas de software voltadas à caracterização de cargas de trabalho em experimentos sobre gerência de memória virtual.
III WPerformance / 2004 – Caracterização de Cargas de Trabalho em Estudos sobre Gerência de Memória Virtual - EPUSP
Motivação
• Elephantus
Ambiente para avaliação de sistemas de memória Conjunto de simuladores
• Dificuldade de caracterizar cargas de trabalho
Localidades espacial e temporal Padrões de acesso à memória Freqüência de reutilização das páginas
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Programaexecutável
Geradorde traces
arquivo de traces
Simulador
desempenhodos algoritmos
resultados
Apresentação
• Análise de localidade
Recursos gráficos tradicionais Precisão, relevância e limitação dos dados
• Pacote Elephantools
TelaTrace Mapa3D Trace Explorer
• Aplicação das ferramentas
Estudo de caso
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Análise de Localidade
• Localidade de referências: espacial / temporal• Working set
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Tempo virtual (acessos à memória)
Esp
aço
de e
nde
reça
men
to
virt
ual
Exemplo de localidade espacial
de acessos
Exemplo de localidade temporal
de acessos
Working set: páginas acessadas em um intervalo de tempo
Gráfico (Mapa) de Acessos
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Tempo virtual (acessos à memória)
Esp
aço
de e
nde
reça
men
to v
irtu
al
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Gráfico (Mapa) de Acessos
• Limitações
Tamanho original: perda da visão global Tamanho reduzido: compressão visual com perda de dados
Superfícies de Localidade
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(Brigham Young University)
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Superfícies de Localidade
• Benefícios
Destaca características de acesso à memória sobressalentes Informação concisa (processada)
• Limitações
Possível compressão visual com perda de dados Ausência da informação cronológica
Pacote Elephantools
• TelaTrace
Gráficos de acesso tradicionais (em duas dimensões)
• Mapa3D
Gráficos de acesso tridimensionais
• Trace Explorer
Gráficos de execução simulada no contexto do modelo LRU Dados gerais e estatísticos sobre os traces analisados
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Ferramenta TelaTrace
• Gráficos de acesso bidimensionais
Diversas possibilidades de ampliação Visão global sempre presente Resolução definida pelo usuário
• Recursos adicionais para traces com formato especial
Diferenciação entre processadores (programas paralelos) Diferenciação entre tipos de acesso à memória: leitura / gravação
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Ferramenta TelaTrace
• Janela principal: visão global
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Ferramenta TelaTrace
• Janela de aproximação: visão parcial detalhada
Ferramenta Mapa3D
• Gráficos de acesso tridimensionais
Um gráfico de acessos visualmente comprimido se transforma em uma superfície de acessos à memória
A terceira dimensão informa quantos pontos foram aglutinados em cada posição x,y
Resolução definida pelo usuário
Não desenha os gráficos: gera coordenadas em arquivos-texto
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Ferramenta Mapa3D
• Gráfico de acessos 3D (desenhado com o Microsoft Excel)
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Ferramenta Mapa3D
• Versões 2D e 3D referentes ao mesmo mapa de acessos
Ferramenta Trace Explorer
• Gráficos bidimensionais e tridimensionais – Modelo LRU
Recência dos acessos à memória (posição na fila LRU) Histograma da recência dos acessos Variação da recência dos acessos Distância temporal entre acessos a uma mesma página Entre outros
• Dados gerais e estatísticos sobre os traces
Número total de acessos e de páginas referenciadas Posição média dos acessos na fila LRU e desvio padrão Variação média da posição dos acessos na fila e desvio padrão Lista de todas as páginas referenciadas com estatísticas individuais
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Ferramenta Trace Explorer
• Modelo LRU (Least Recently Used)
Fila LRU(memória)
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Ferramenta Trace Explorer
• Mapa de recência dos acessos (desenhado com o Gnuplot)
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Ferramenta Trace Explorer
• Mapa de distância entre acessos a uma mesma página
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Estudo de Caso
• Dados gerais e estatísticos – Pacote de traces VMTrace
A maioria dos traces consome pouca memória em sua execução
Os acessos se concentram em páginas que ocupam as primeiras posições da fila LRU
Existe uma certa regularidade no intervalo entre acessos a uma mesma página
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Estudo de Caso – Programa Grobner
• Formas de apresentação visual dos dados tabulares
Histograma Curva acumulada
Conclusão
• Pacote Elephantools
Caracterização de cargas de trabalho quanto ao uso da memória Documentação gráfica de experimentos realizados Explanação simples e intuitiva acerca das conclusões
• Trabalhos futuros
Aprimoramento das ferramentas existentes Nova ferramenta: melhor visualização das superfícies de localidade
• Agradecimentos
Elizabeth S. Sorenson (Brigham Young University) Scott F. Kaplan (Amherst College)
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