Évolution : Performance

1. Évolution : Performance

2. Évolution : Mémoire

3. Évolution : Fréquence

4. Objectifs : • Comment mesurer, décrire et résumer les performances et décrire les principaux facteurs qui déterminent les performances d’un ordinateur.

5. Questions à résoudre Machine B 350 MHZ Machine A 500 MHZ

6. Articles de Vendeurs Voir page 9 de l’article

7. Compilateur A 50000 instructions Compilateur B 2000 instructions

8. But du cours : Éviter les pièges

9. Le rôle des performances • En comprenant comment : • Le programme utilise les instructions • les instructions sont mises en oeuvre • Les systèmes de gestions de la mémoire se comportent On est capable d'améliorer les performances d’un système informatique en concevant au mieux la machine. • Problèmes très difficiles.

10. PLAN • Introduction • Définitions • La mesure des performances • Relier les métriques entre elles • Quelques métriques très répandues • Quels programmes pour évaluer les performances • Illusions et pièges • Pour conclure

11. Introduction : Difficulté de la définition de performances • Que voulons nous dire lorsque nous disons qu’un avion à de meilleurs performances qu’un autre ?

12. t1 tk debut Fin Ti durée ti tn Définitions • Temps de réponse : Durée (mesurée en seconde) entre le début et la fin d’une tâche • Le débit de sortie : La quantité de travail effectuée en un temps donné. En augmentant le débit on peut augmenter le temps de réponse.

13. 1 Temps d'exécution Performances = Performances X Temps d'exécution Y Performances Y Temps d'exécution X n = = Définitions • Dans notre cours, nous nous intéresserons au temps de réponse. Pour maximiser les performances, il nous faut minimiser le temps de réponse ou temps d'exécution d’une tâche • L’ordinateur X est n fois plus rapide que l’ordinateur Y

14. Mesure des performances • La décomposition du temps écoulé dans UNIX (time) 90.7 u 12.9 s 2:39 65% 90.7 u Temps UC utilisateur : temps pour exécuter le programme 12.9 s Temps UC passe par le système d'exploitation à effectuer les tâches requises par ce programme 2:39 Temps écoulé 65% Pourcentage de temps UC dans le temps écoulé

15. 1 Fréquence d’horloge cycle d’horloge = Autres métriques pour les performances • Les concepteurs d’ordinateurs considère une machine à travers une mesure liée à la vitesse d'exécution des fonctions de base par le matériel. • Le cycle d’horloge détermine à quels moments les événements se produisent dans la machine. 10 ns = (100 Mhz)-1

16. Relier les métriques entre elles • Le concepteur de matériel à un rôle à jouer dans l'amélioration des performances en réduisant la durée de cycle d’horloge. Tps d'exécution UC pour un programme Nb de cycle UC Pour un programme = * Tps de cycle Nb de cycle UC pour un programme Fréquence d’horloge = UC = Unité centrale

17. Inst 1 nb cycles=4 Inst 2 nb cycles=5 Inst 3 nb cycles=5 Rôle du contrôleur Instructions exécution Contrôleur 14*tps cycle

18. tps de cycle T* T* T+ T+ But du cours Il existe un compromis entre le nombre de cycles d’horloge pour un programme et la durée de chaque cycle. Un nombre de techniques qui diminuent le nombre de cycles d’horloge augmentent parallèlement le temps de cycle d'horloge. C’est ce compromis qui est difficile à évaluer.

19. Nb d’instructions Pour un programme Nb de cycle UC pour le programme Nb de cycle d’H par instruction = * Nombre de cycle UC • le terme nombre de cycles d’horloge par instruction correspond au nombre moyen de cycles d’horloge qu’il faut à chaque instruction pour s'exécuter. • Le CPI permet de comparer deux mises en oeuvre pour une même architecture de jeu d’instruction puisque le nombre d’instructions sera constant. CPI : Nb de cycle d’Horloge par instruction NI : Nb d’instruction pour le programme

20. Temps UC Tps UC = NI * CPI * Tps de cycle

21. Temps UC Changer de jeu d’instructions pour réduire le nombre d’instructions, dans le but de réduire le temps, peut augmenter le temps de cycle. Le CPI dépendant de la répartition des instructions, le code qui exécute le moins d’instructions n’est pas forcement le plus rapide Les exercices en TD vous le confirme

22. Nombre d’instructions Tps d'exécution * 106 MIPS = Une métrique de performances très répandues : MIPS • Le MIPS : Million d’instructions par seconde. Il constitue une alternative à l’emploi du temps.

23. Piéges Le nombre de MIPS indique la fréquence d'exécution des instructions mais ne dépend pas du jeu d’instructions. Ne pas comparer des machines disposant de jeu d’instructions différents puisque NI sera différent. MIPS varie en fonction des programmes sur une même machine. MIPS peut varier en sens inverse des performances

24. Quels programmes pour évaluer les performances • SPEC utilise des programmes réels • Si connected Pentium 4 'Northwood' 0.13 Micron - HardWare.fr

25. Illusions et pièges • Espérer que l'amélioration d’un seul aspect d’une machine pourra accroître les performances d’un montant proportionnel à la taille de l'amélioration La Loi d’Amdahl : Tps d'exécution touché par l'amélioration Facteur amélioration + Tps d'exécution non touche. Tps d'exécution après amélioration =

26. Conclusions • Seul le produit est une mesure fiable • Il faut comprendre comment les différents aspects de la conception d’une machine affectent chacun de ces paramètres. • Les conceptions des machines seront toujours mesurées en termes de coût et de performances. Tout l’art de la conception informatique réside dans la découverte du meilleurs équilibre. Tps UC = NI * CPI * Tps de cycle

27. Nouveaux défis

28. Problèmes multicritères