Planificación de procesos en sistemas multicore asimétricos

Résumé

Los procesadores multicore asimétricos con repertorio común de instrucciones ? AMPs (Asymmetric Multicore Processors)? han sido propuestos recientemente como firme alternativa a los multicores simétricos actuales, prometiendo un mayor rendimiento por vatio. Por ello, es probable que próximas generaciones de procesadores multicore integren, en un mismo chip, unos pocos cores complejos junto con numerosos cores más simples y de bajo consumo. El potencial de los sistemas AMP puede extraerse princip almente mediante dos técnicas especialización de cores. La primera técnica asegura el uso de cores complejos por parte de las aplicaciones que explotan más eficientemente las sofisticadas características microarquitectónicas de éstos, y relega a core s simples el resto de aplicaciones. La segunda técnica explota la capacidad de aceleración mono-hilo de los cores complejos para la ejecución de fases secuenciales en las aplicaciones, mientras que las fases paralelas se ejecutan en cores simples. Au nque los beneficios de la especialización de cores se han hecho patentes en diversos estudios, no se ha llevado a cabo hasta la fecha un análisis exhaustivo del soporte necesario en un sistema operativo real que permita trasladar estos beneficios de manera transparente a las aplicaciones. En esta tesis hemos mostrado cómo y hasta qué punto, las estrategias de especialización pueden explotarse mediante planificación de procesos en el sistema operativo. Para ello, hemos propuesto diversos algoritm os de planificación para AMPs implementados en un sistema operativo real y evaluados exhaustivamente en plataformas multicore asimétricas emuladas. Las principales contribuciones de esta tesis son las técnicas propuestas para la detección y aceleraci ón de fases secuenciales en software paralelo, así como los modelos de estimación del speedup que experimentan las aplicaciones al ejecutar en cores complejos con respecto a cores simples.