Lus Fabrcio W. Ges

Mtricas de Desempenho

Sumrio Mtricas de Desempenho

Tempo de Resposta Vazo Largura de Banda MIPS e MFLOPS Utilizao Speedup

Escolha da Melhor Mtrica

Parmetros de Carga e Arquitetura

Referncias

Mtricas de Desempenho Conceito: Mtrica uma medida que quantifica

um determinado aspecto do sistema influenciado pela arquitetura e pela carga de trabalho. Somente mtricas de desempenho baseadas no

tempo so amplamente vlidas (pois tempo dinheiro) Ex: tempo de resposta, utilizao etc.

Mtricas no baseadas no tempo so teis em contextos mais especficos Ex: Acerto de cache (%), falha de pgina (%) etc.

Tempo de Resposta a mtrica de desempenho padro (mais

usada). Ela dada em segundos. Pode ser dividida em duas outras mtricas

Tempo de Reao: intervalo de tempo entre a submisso e o incio da execuo de uma aplicao

Tempo de Execuo: intervalo de tempo gasto para a execuo da aplicao

Tempo de Resposta

Suponha um usurio em um site. Qual o valor das mtricas tempo de resposta, tempo de reao e tempo de execuo? (a) Ele requisita uma pgina as 6:00 h. (b) s 6:10h, a pgina comea a ser

processada pelo servidor. (c) s 6:15h, a pgina chega para o usurio.

Vazo a quantidade total de trabalho (aplicaes)

executado em um determinado intervalo de tempo. Ex: aplicaes/segundos

Suponha um caminho que consegue transportar 800 litros de gasolina de um ponto a outro em 30 segundos. Qual a vazo do caminho? (800/30 = 26.7 litros/segundos)

Largura de Banda a vazo mxima terica

Exemplo: Rede Fast Ethernet; Vazo: < 100Mbps; Largura de Banda: 100Mbps

Analisando as afirmativas abaixo, verifique se a vazo aumenta, o tempo de resposta diminui ou ambos Substituio do processador do computador por um

modelo mais rpido Alocao de processadores adicionais a um sistema

que usa vrios processadores para executar programas diferentes

MIPS e MFLOPS MIPS (Milhes de Instrues por Segundo):

MFLOPS (Milhes de Instrues de Ponto Flutuante por Segundo):

Execuo de TempoPFInstrues de NmeroMFLOPS=

Execuo de TempoInstrues de NmeroMIPS=

MIPS e MFLOPS Suponha um programa X composto de 12 milhes de

instrues e duas arquiteturas diferentes: Arq1 e Arq2. A Arq1 termina a execuo do programa em 12s e a Arq2 em 18s. Qual o MIPS de A1 e A2? (Arq1= 1 MIPS e Arq2 = 0.67 MIPS)

MFLOPS o padro mundial para anlise de arquiteturas de alto desempenho (www.top500.org)

Desvantagens: No pode ser utilizado p/ mquinas com conjunto de

instrues diferentes

Utilizao Mede a ocupao de um componente

(processador, memria etc.) durante um intervalo de tempo

Total TempoOcupado TempoUtilizao =

Utilizao Suponha um processador P1, no qual trs

programas so executados em sequncia: A1, A2 e A3. Cada um deles gasta: A1: 10 segundos em processamento e 20 segundos

acessando a memria A2: 20 segundos em processamento e 40 segundos

acessando a memria A3: 40 segundos em processamento e 10 segundos

acessando a memria

Qual a utilizao do processador? (0.5)

Speedup Ganho de desempenho (tempo) de uma aplicao ou

arquitetura aps a realizao de alguma melhoria.

Suponha um programa A que gastava 20 segundos para executar e depois de algumas otimizaes ele passou a gastar 10 segundos. Qual o speedup? 2

Melhoria Com TempoMelhoria Sem TempoSpeedup =

Escolha da Melhor Mtrica

Ponto de vista da carga de trabalhoDiminuir o tempo gasto para executar uma

aplicaoDiminuir o tempo de espera em uma filaExemplos: tempo de resposta, tempo de

reao etc.

Escolha da Melhor Mtrica

Ponto de vista da arquiteturaDiminuir a ociosidade da arquiteturaAtender o mximo de aplicaes ao mesmo

tempoExemplos: MIPS, largura de banda, vazo,

utilizao etc.

Exerccio Suponha uma requisio de Banco de Dados (RBD) que

pode ser executado por dois servidores diferentes S1 e S2. Em S1, o programa RBD possui tempo de execuo = 15 s Em S2, o programa RBD possui tempo de execuo = 23 s

Exerccio Qual o speedup entre a execuo de RBD no S1 em

relao ao S2? (1.53) Se RBD gastasse a metade do tempo, quando

executado em S1, e um quarto do tempo em S2. Qual seria o speedup entre S1 e S2? (0.76)

Qual seria a utilizao de S1, caso o servidor ficasse 2s ocioso para cada 4s de execuo da programa RBD? (15/21 = 0.71)

Se S2 processa 13 MIPS, quantas instrues possui o programa RBD? (23x13 = 299 MI)

Parmetros de Carga e Arquitetura Parmetros do Processador (Arquitetura)

Freqncia: em Hz, MHz ou GHZ. A freqncia o inverso do tempo de ciclo (durao de um ciclo de clock em ns), ou seja:

Parmetros do Programa (Carga) Nmero de Instrues: dependente do programa.

Ciclo de Tempo1Frequncia =

Parmetros de Carga e Arquitetura Parmetros Hbridos (dependente da carga e da

arquitetura) Ciclos por Instruo: valor mdio que indica quantos

ciclos, em mdia, uma instruo de um programa especfico gasta para ser executada em um determinado processador.

Tempo de Execuo de um Programa em um Processador

FrequncianstruoCiclosPorIstruesNmeroDeIn

cuoTempodeExe =

Grandezas em Computao

240 p/ dados e RAM1012 p/ E/S e processador

Tera

10-9Nano (n)10-6Micro ( )10-3Mili (m)

230 p/ dados e RAM109 p/ E/S e processador

Giga

220 p/ dados e RAM106 p/ E/S e processador

Mega

210 = 1024 p/ dados e RAM103 p/ E/S e processador

KiloValorGrandeza

Grandezas em Computao

freqncia perodoHz

s ms s ns

GHz MHz KHz 10-3 10-6 10-9

109 106 103

Exerccio Suponha os programas P1 e P2 e os computadores

CompA e CompB, com os seguintes parmetros de carga e arquitetura:

3,02,5CompB1,01,5CompAP2P1CPI

2,5 GHzCompB1,5 GHzCompA

Freqncia

15 BIP210 BIP1

N Instrues

Exerccio Qual o tempo de execuo para cada programa em

cada computador? (TCAP1 = 10 s; TCAP2 = 10 s; TCBP1 = 10 s; TCBP2 = 18 s)

Qual o programa mais rpido, quando executado no CompA? (Iguais)

Supondo uma carga composta de P1 e P2, qual o speedup entre o uso do CompA (com melhoria) em relao ao CompB (sem melhoria)? (1.4)

Se CompB possusse o dobro de freqncia, quais seriam os tempos de execuo de P1 e P2? (TCBP1 = 5 s; TCBP2 = 9 s)

Referncias Hennessy & Patterson, Organizao e Projeto de Computadores: A

Interface Hardware/Software, 3 edio, 2005.

Jain, R. K., The Art of Computer Systems Performance Analysis: Techniques for Experimental Design, Measurement, Simulation and Modeling, John Wiley & Sons, 1991.

Law, A.M., Kelton, W.D.,Simulation Modeling and Analysis, McGraw-Hill, 1991.

Material da Disciplina Mtodos Quantitativos do professor Virglio Almeida.URL: http://www.dcc.ufmg.br/~virgilio/