Eş zamanlı çoklu işparçacıklı işlemcilerde performans, güç, adalet ve servis kalitesi için fiziksel yazmaçların dinamik ayrılması

Günümüzde eşzamanlı çoklu işparçacıklı işlemcileri, birden fazla iş parçacığının çoklu veri yolu elemanlarını paylaşmasına izin verir. Bu şekilde veri paylaşımı, bir eşzamanlı çoklu iş parçacıklı işlemcisinin alan gereksimini mütevazı bir boyutta tutulabilir. Ancak, birden fazla iş parçacığı aynı kaynak için yarıştığında, bu tür bir kaynak paylaşımı, kaynak çatışmaları nedeniyle büyük bir problem olabilir. Daha önceki çalışmada, yazarlar performansı artırmak için belirli Fiziksel Yazmaç Dosyalarını (FYD) belirli iş parçacıklarına ayırarak, FYD'yi sınırlandırmayı önermektedirler. Ancak, tüm iş yükü kombinasyonları için sabit miktarda kaynak ayıran sabit tipte bir sınırlandırma mekanizması önermektedirler. Bu tezde, bu tür bir mekanizma ile optimum performansı elde edemiyeceğimizi gösteriyoruz çünkü iş parçacıklarının kaynak gereksinimleri kendi yürütme zamanlarının herhangi bir zamanında oldukça değişkendirler. İlk tasarımımızda, bu mekanizmayı geliştirmek için, dinamik olarak değişerek FYD'yi sınırlandıran bir mekanizma öneriyoruz. Bu tasarımda, genel performansı takip ediyoruz ve bir tepe tırmanma algoritması yardımıyla, FYD'nin sınırlarını optimal pozisyona ulaşana kadar değiştiriyoruz. Bu tasarımla birlikte ortalam olarak yüzde 8.5 performans artışı sağlıyoruz. En yüksek ulaştığımız performans artışımız yüzde 41'a ulaştı. İkinci tasarımımızda, her iş parçacığı için özel bir FYD öneriyoruz. Basitçe, ilk tasarımımıza kıyasla daha iyi güç/enerji rakamları elde etmek için her bir çalışan iş parçacığına farklı FYD atıyoruz. FYD'nin her bir iş parçacığı tarafından verimli kullanımını hesaplamak için Kaynak Girişi Başına Taahhüt Edilen Komutlar verimlilik ölçütünü kullanıyoruz.Bir iş parçacığı kendisine ait olan FYD'yi tam olarak kullanmadığında, verimlilik ölçüsü düşer ve böylece ihityaç duyulmayan belirli sayıda FYD'yi kapatabileceğimizi farkederiz.Sonuç olarak, FYD'yi kapatarak da güç tasarrufu sağlayabiliriz. Deneylerimiz, ilk tasarımımıza kıyasla neredeyse 4 kat daha fazla güç tasarrufu sağlayabildiğimizi gösteriyor.