6. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.3. Đo hiệu năng truyền thông
Với các chương trình chạy song song trên một hệ thống gồm nhiều máy tính song song thì yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của ứng dụng là tốc độ truyền thông. Tốc độ truyền thông trong một hệ thống đa lõi đa luồng còn phụ thuộc vào một số yếu tố như: giao thức gửi nhận tin, kích thước dữ liệu, kích thước bộ đệm của máy tính. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào chính cấu hình của mạng interconnect (tức sự kết nối giữa các lõi vật lý trong xử lý dữ liệu).
Trong luận văn này, tác giả chỉ thử nghiệm trên hệ thống đa lõi CUDA xử lý dữ liệu, bởi vậy việc đo tốc độ truyền thông sẽ không được đề cập đến trong phần thực nghiệm của đề tài.
Đánh giá kết quả đo hiệu năng 2.4.
Mỗi kỹ thuật đo hiệu năng là một biện pháp tập trung vào đo lường một khía cạnh nhất định của hệ thống. Sau khi có kết quả đo của các tiêu chí đó, ta sử dụng luật Amdalm để đánh giá mức tăng tốc, hiệu quả và khả năng mở rộng.
2.4.1. Đánh giá tốc độ xử lý
Tốc độ xử lý là thông số cơ bản nhất trong một hệ thống đa xử lý và chương trình với thuật toán song song sẽ nhanh hơn chương trình viết tuần tự. Nó được định nghĩa như sau:
47 Trong đó:
Sp – Là tốc độ xử lý
T1 – Là thời gian thực thi một thuật toán tuần tự
Tp – Là thời gian thực thi một thuật toán song song với p là số bộ xử lý.
Có 3 khả năng giúp tăng tốc được gọi là: linear, sublinear và super-linear, như hình dưới.
Hình 16: Mô hình tương quan giữa tốc độ xử lý và số bộ xử lý
Khi Sp = p tốc độ xử lý bằng với số bộ xử lý, tốc độ được gọi là tuyến tính (linear). Trong trường hợp gọi là phụ tuyến tính (sub-linear), tăng số bộ xử lý, làm giảm tốc độ xử lý. Hầu hết các thuật toán là phụ tuyến tính vì các chi phí khác liên quan đến đa xử lý, như truyền thông. Một trường hợp thú vị xảy ra trong tăng tốc siêu tuyến tính (super-linear), có thể chủ yếu là do tăng kích thước bộ nhớ cache.
Một trong những tính toán quan trọng liên quan đến tốc độ xử lý đó là định luật “Amdahl”, nó giúp cải tiến hiệu năng của xử lý song song. Theo Amdahl ta có công thức sau:
48
( )
( ) (3)
Trong đó:
là số phần phải tính toán tuần tự.
Một phiên bản tăng cường của định luật được đưa ra gọi là định luật Enhanced Amdahl’s ở đó bổ sung thêm một tham số trong hệ thống song song là chi phí phụ: Toverhead, các chi phí này phát sinh trong quá trình đồng bộ xử lý, truyền thông và các phát sinh khác trong hệ thống song song. Theo đó có thể biểu diễn lại công thức tính tốc tộ theo Enhanced Amdahl như sau:
( ) (4)