6. Bố cục của luận án
2.4 Một số nhận xét về việc áp dụng mạng hàng đợi và mạng Petri trong
trong phân tích hiệu năng và sử dụng luật Amdahl
Mạng hàng đợi và mạng Petri là hai công cụ phân tích đa năng đã có từ rất lâu, nó không chỉ dùng trong lĩnh vực tin học mà còn được dùng trong rất nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác. Đã có rất nhiều kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm liên quan đến hai công cụ này [45, 47], đặc biệt sử dụng chúng trong những năm gần đây cho các phân tích, đánh giá hiệu năng của các hệ thống dịch vụ viễn thông, Internet, các hệ thống máy tính, mạng máy tính và các kiến trúc chip đa xử lý.
Mạng hàng đợi rất phù hợp khi được sử dụng để phân tích những đặc tính chính của hệ thống mà ta quan tâm và bỏ qua một số chi tiết bên trong không cần thiết. Nó thường được sử dụng ở giai đoạn thiết kế hơn là hệ thống được xây dựng hoàn chỉnh. Mạng hàng đợi cũng có nhược điểm là không thể phân tích được hệ thống trạng thái động mà ở đó mỗi phần tử trong hệ thống có thể có những trạng thái khác nhau tùy thuộc vào thời gian và trạng thái của các đầu vào, đầu ra hay của các phần tử liên quan.
Ngược với mạng hàng đợi, mạng Petri có khả năng đa dạng hơn. Nó có thể dùng thay thế cho mạng hàng đợi khi phân tích tính động các hành vi của các hệ thống
57
trong viễn thông, công nghệ thông tin. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm là phức tạp hơn và đôi khi không cần thiết đối với các mô hình đơn giản và ít có tính động.
Hai công cụ phân tích này hoàn toàn có thể kết hợp với nhau, cho ta nhiều góc nhìn về hệ thống và cũng để có thể so sánh một cách tương đối kết quả phân tích, nhằm khẳng định rõ hơn về hiệu năng của hệ thống đang nghiên cứu.
Như đã đề cập, khi mô hình hóa hệ thống bằng mạng hàng đợi thì hoàn toàn có thể chuyển mô hình đó sang mô hình mạng Petri để phân tích.
Vấn đề luật Amdahl để xác định mức tăng tốc - một thông số chính để đánh giá hiệu năng của hệ thống tính toán song nhiều bộ xử lý được nêu trong Chương 2 này nhằm làm rõ hiện trạng ứng dụng của luật Amdahl trong các nghiên cứu hiện nay. Đặc biệt là luật Amdahl mở rộng (công thức 2.66), trong đó có nêu lên ảnh hưởng của trễ truyền thông. Nhưng ảnh hưởng như thế nào và nguyên nhân nào gây ra trễ truyền thông trong các kiến trúc tính toán song song thì không có nhiều nghiên cứu cụ thể hoặc tổng quan về vấn đề này.
Đóng góp khoa học về đề xuất sử dụng kết hợp CPFQN, GSPN và CPN, SCPN để mô hình hóa và phân tích các hệ thống tính toán song song và chip đa lõi được luận án sử dụng trực tiếp để phân tích các bài báo số 1, số 2 và số 4 (mô hình CPFQN) và các bài báo số 1 và số 5 (mô hình GSPN, SCPN) trong các Chương 3
và Chương 4. Ngoài ra, trong Chương 3, có đưa ra biến đổi luật Amdahl mở rộng để tính toán mức tăng tốc với công thức trễ truyền thông đề xuất có tính tới ảnh hưởng của công nghệ, cấu hình mạng liên kết các nút xử lý, kích thước gói tin, số lượng các nút xử lý của hệ thống song song đa xử lý.
2.5 Kết chương
Nội dung của chương này đã trình bày các cơ sở lý thuyết quan trọng về mạng hàng đợi và mạng Petri. Chúng sẽ được sử dụng như là công cụ chính để phục vụ cho việc phân tích hiệu năng kiến trúc chip đa lõi và hệ thống tính toán song song ghép cụm ở các chương tiếp theo của luận án. Luật Amdahl cũng là trọng tâm được nêu ra trong chương này để làm rõ các đề xuất đóng góp khoa học trong mở rộng luật Amdahl ở Chương 3.
Việc sử dụng mạng hàng đợi và mạng Petri cũng như việc phối hợp và chuyển đổi giữa chúng sẽ được minh họa khi phân tích hiệu năng của hệ thống tính toán song song sử dụng chip đa lõi và khi phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hệ thống tính toán song song ghép cụm,v.v... ở Chương 3 và Chương 4.
58
Chương 3. Phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệu năng của hệ thống tính toán song song sử dụng
chip đa lõi
Trong chương này, luận án sẽ phân tích hiệu năng của ba loại kiến trúc chip đa lõi phổ biến là SMC, AMC và DMC và xác định mức tăng tốc tương ứng của chúng, bao gồm cả yếu tố truyền thông liên quan đến mạng liên kết các lõi trên chip (on chip interconnect network)- TOCIN. Ngoài ra, phần 3.2 sẽ đi sâu vào phân tích sự ảnh hưởng của mạng liên kết (Interconnect network) đến hiệu năng sử dụng công cụ phân tích mạng hàng đợi đóng. Nội dung trình bày trong chương này có sử dụng các kết quả nghiên cứu được công bố trong bài báo số 1, số 2 và số 3.