12. Párhuzamosság (szálszinten), HTT

Question 1

Szál

Answer 1

A program legkisebb önállóan végrehajtható része.

Question 2

A párhuzamosság megvalósítási lehetőségei

Answer 2

 Alacsony szinten:
o párhuzamos architektúrák
o megfelelő fordítóprogramok

 Magasabb szinten:
o többszálas OS-ek (konkurens, vagy párhuzamos végrehajtás)

Question 3

A párhuzamosság kihasználásának módja

Answer 3

 Implicit (párhuzamosság felderítése és kiaknázása a programozó tudta nélkül) [fordítóval, vagy extra HW-rel]
 Explicit (a programozó párhuzamos futtatásra alkalmas kódot ír)

Question 4

Párhuzamos szálak származtatása

Answer 4

1. Különböző alkalmazásokból (multiprogramozás)

2. Ugyanabból az alkalmazásból (multithreading, vagy multitasking)

Question 5

Többszálúság (multithreading) formái

Answer 5

1. Szoftveres: többszálú alkalmazások, OS-ek futtatása 1 db. CPU-n, 1 db. szálon (időosztásosan)
2. Hardveres: többszálú alkalmazások, OS-ek futtatása 1 db. CPU-n, több szálon: (pl.: Intel - HT)

Question 6

SMP (Symmetric Multiprocessing)

Answer 6

kép28

Question 7

SMT (Simultaneous Multithreading)

Answer 7

kép29

Question 8

Szálszintű párhuzamosság

Answer 8

Két vagy több szál fut „egyszerre”. Hogyan vált a rendszer a szálak között?
 Finoman szemcsézett: minden órajelciklusban
o függőségek fellépese esetén megjelenő kihasználatlan idők felhasználása!

 Durván szemcsézett: esemény okozza (SOEMT: Switch On Event MultiThreading)
o 1 – 2 órajelnyi lemaradás

 SMT: egyszerre futtat többet. Hardveres feltételek:
- Sok VE. (pl. magonként 6 db.)
- Annyi PC (Program Counter), ahány szál
- Annyi regiszter, ahány szál.
(ezek eredményeképpen nem vesz időt igénybe a szálak közötti váltás, hiszen mindegyiknek megvan a saját programszámlálója, gyorsítótára, regisztere stb.)

Question 9

Hyper Threading Technology (az SMT egyik megvalósítása) jellemzői

Answer 9

 Támogatja a soron kívüli végrehajtást
 Az OS, illetve az alkalmazások felé 2 db. logikai CPU-nak látszik
 A CPU 1, 2, vagy több architektúrális állapotot tárol
 Mindössze 5 - 10%-os hardverkomplexitás növelést igényel, miközben akár 20-30%-os
teljesítménynövekedés is elérhető.

 3 üzemmód, attól függően, hogy melyik logikai CPU aktív:
o ST0 (Single Task 0) 
o ST1 (Single Task 1) 
o MT (Multi Task)

 Az üzemmódok közötti váltás a HALT utasítással történik, amely megszakítja a CPU futását és energiatakarékos módba helyezi azt.

Question 10

Hyper Threading Technology (az SMT egyik megvalósítása) megvalósítási céljai

Answer 10

 Kis magméret növekedés, de nagyobb teljesítmény
 Egyik szál várakoztatása esetén a másik szál gond nélkül folytathassa a végrehajtást
 Egy szál futtatása esetén a sebesség ne csökkenjen (erőforrásegyesítés)
o ennek eléréséhez a fő futószalag fokozatokat átmeneti pufferek választják el egymástól.

Question 11

Hyper Threading Technology (az SMT egyik megvalósítása) logikai modellje

Answer 11

kép30