Optimizing QoS and throughput on 4-thread SMT processors

Eş zamanlı çoklu iş parçacıklı işlemciler, modern işlemci mimarisinin en önemli performans unsurlarından biridir. Buna karşın oldukça yüksek bir işlem gücüne sahip olan veri merkezleri için performanstan çok daha önemli bir unsur söz konusu: Hizmet kalitesi. Eş zamanlı çoklu iş parçacıklı işlemciler gücünü, çekirdek içerisindeki farklı iş parçacıkları arasında kaynak bölüşümünden aldığı içinse veri merkezlerinin hizmet kalitesi hedefleri için önemli bir soruna gebe olmakta. Bu sorun, hizmet kalitesine ihtiyaç duyan iş yüklerinin kaynakların paylaşımından ötürü hizmet kalitesi kaybı yaşamasıdır. Bu sorundan ötürü, modern veri merkezleri, işlemcilerindeki en önemli performans unsurlarından olan eş zamanlı çoklu iş parçacıklı çalışmayı devre dışı bırakmayı dahi tercih edebilmekte. Bu komplikasyon, literatürde belli bir ölçüde araştırılmış ve muhtelif çözümler önerilmiş bir durum. Bu alanda önde gelen çalışmalardan birisiyse QoSMT. QoSMT, çalışma zamanı esnasında bilumum istatistiksel ölçümlemelere dayalı bir dinamik kaynak paylaşımı organizasyonu önermekte ve bu sayede yüksek öncelikli iş yüklerinin hizmet kalitesi standartlarını koruyarak eş zamanlı çoklu iş parçacıklı işlem kabiliyetinin de önünü açmayı amaçlamakta. Lakin bu çalışma oldukça başarılı ve saygın olsa da önemli bir eksiği mevcut: Modern veri merkezi işlemcileri dört yahut sekiz iş parçacıklı işlemcilerden oluşurken QoSMT, iki parçacıklı işlemciler üzerinde gerçekleştirilmiş bir çalışma. Bir çekirdek üzerinde iki iş parçacığı olduğu takdirde ortadaki kaynak paylaşımı kararları ise bir hayli basit oluyor: Yüksek öncelikli iş parçacığının düşük öncelikli iş parçacığına kaynak vermesi yahut ondan kaynak alması. İş parçacığı sayısı ikiyi aştığında ise bir kaynak paylaşım planlaması gereksinimi ortaya çıkıyor ve istatistiksel hesaplardaki değişken sayısıyla orantılı olarak hatalar artıyor. Bu çalışmada; orijinal QoSMT çalışmasını imite edip, bunu dört iş parçacıklı işlemcilere uyarlayıp, bazı geliştirmeler uyguladıktan sonra üç farklı planlama algoritması üzerinde incelemesini gerçekleştiriyoruz. Sonuç olarak en başarılı tasarımlarımızın, standart bir dört iş parçacıklı çekirdeğe kıyasla hizmet kalitesinde %66.63'lük bir artış sunduğunu ve bunu, hizmet kalitesi odağına karşın yalnızca %7.09'a varan toplam performans kayıplarıyla başardığını gözlemliyoruz