IMPACTO DE TÉCNICAS DE BOOSTING NA DEGRADAÇÃO DE UM PROCESSADOR MULTICORE

  • Sandro Marques
  • Arthur Francisco Lorenzon
Rótulo Programação, Paralela, Técnicas, Boosting, Aplicações, Paralelas, Degradação

Resumo

Técnicas de boosting tem como objetivo melhorar o desempenho do processador por meio do aumento da frequência de operação de seus núcleos enquanto há margem para aumentar a potência dentro do Thermal Design Power (TDP). No entanto, elas causam um estresse contínuo no processador, degradando seus circuitos e reduzindo a sua vida útil. Neste cenário, há um aumento nas vulnerabilidades do processador, tornando-o mais suscetível a diferentes falhas. Além disso, poucos trabalhos têm analisado este fenômeno em aplicações paralelas. Sendo assim, este trabalho objetiva avaliar a técnica de boosting da AMD (Turbo Core) em aplicações paralelas considerando o seu impacto no envelhecimento (aging) do processador. Os experimentos foram realizados no processador AMD Ryzen 7 1700 de 8 núcleos (16 threads através de Simultaneous Multi-Threading (SMT)) com o Sistema Operacional Linux Ubuntu, kernel v. 4.4.0. A frequência mais alta sem utilizar-se do modo Turbo Core é de 3.0Ghz, enquanto quando o modo Turbo Core está ativo, o chip pode operar em frequências de até 3.7Ghz com dois núcleos. Para avaliar o diferentes cenários foram utilizados t rês kernels da suíte do NAS Parallel Benchmark: LU, MG e UA. Eles foram executados com o conjunto de entradas da classe C (entrada padrão) e compilados com o GCC v8.1.0 usando a flag de otimização -O3. Cada aplicação foi executada com diferentes números de threads: 1 até 16. Os testes foram executados com o Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) governor configurado para ondemand. Este governor, gerencia o aumento das frequências do processador de acordo com a carga de trabalho. Os resultados são a média de cinco execuções com um desvio padrão inferior que 0.5%. Considerando o impacto geral na degradação do processador, a execução sequencial (apenas uma thread) e execução paralela com até duas threads com o Turbo Core ativo possibilitou os melhores resultados. Os resultados mostram que no melhor caso, obtido pelo kernel UA, a aplicação degradou 28% menos o processador, quando executando com duas threads e com Turbo Core ativo. Contudo, conforme o número de threads aumenta, a diferença de degradação diminui até mostrar resultados semelhantes ao Turbo Core desativado. Isto ocorre, pois conforme há o aumento de threads na execução, o processador atinge menores frequências máximas, mas a dissipação de potência permanece a mesma, o que influencia negativamente o envelhecimento do processador. Conclui-se que, a partir da execução de um conjunto de benchmarks paralelos, que o AMD Turbo Core é uma técnica benéfica no objetivo de diminuir a degradação dos processadores. Contudo, a técnica só demonstra o reais benefícios quando executando aplicações paralelas com o menor número de threads possível (duas threads).

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Publicado
2020-11-20
Como Citar
MARQUES, S.; FRANCISCO LORENZON, A. IMPACTO DE TÉCNICAS DE BOOSTING NA DEGRADAÇÃO DE UM PROCESSADOR MULTICORE. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 12, n. 2, 20 nov. 2020.