6. Bố cục của luận án
4.4.5 Phân tích kết quả và bàn luận
Thử nghiệm 1 cho thấy rằng, tốc độ tính toán sẽ tăng lên khi tăng số lõi tham gia xử lý. Tuy nhiên, mức tăng tốc này có xu hướng chậm dần. Điều này có thể lý giải là vì khi số lõi tăng lên thì trễ truyền thông (tc) giữa các lõi này trong nội bộ CPU cũng tăng lên do cần phải có các xử lý phụ kèm theo như việc đồng bộ hóa, cấp phát tài nguyên, xử lý của hệ điều hành v.v…
Ở thử nghiệm 2, khi tính toán song song trên một cụm máy tính thì tốc độ cũng tăng theo số nút (Slave) tham gia tính toán. Tuy nhiên, nếu tính theo tổng số lõi thì hiệu năng trong trường hợp này sẽ kém hơn so với ở Thử nghiệm 1 là vì độ trễ của truyền thông qua mạng lớn hơn rất nhiều so với trễ truyền thông giữa các lõi trong cùng CPU.
Ở Thử nghiệm 3, khi tăng kích thước gói tin lên gấp 100 lần so với thử nghiệm 2 thì hiệu năng của hệ thống giảm. Điều đó chứng tỏ kích thước gói tin cũng làm tăng trễ truyền thông và hệ quả là làm giảm hiệu năng. Kết quả này cũng phù hợp với công thức (5) ở trên.
Ở thử nghiệm 4, nếu vẫn giữ nguyên kích thước của gói tin như trong Thử nghiệm 2 nhưng tăng tần suất gửi báo cáo từ Slave đến Master (để tăng lưu lượng truyền thông) thì hiệu năng cũng sẽ bị giảm. Điều đó chứng tỏ thêm rằng trễ truyền thông có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu năng của hệ thống đặc biệt là khi việc trao đổi dữ liệu qua đường truyền tốc độ thấp.
Một nhận xét chung đối với kết quả của ba thử nghiệm (xem Hình 4.20) ở trên đó là, khi số lõi tham gia xử lý tăng lên thì hiệu năng của toàn bộ hệ thống sẽ tăng tuyến tính nhưng khi sử dụng hết số lõi của CPU thì hiệu năng lại giảm xuống.
110
4.4.6 Kết luận
Việc tìm lại mật khẩu trong MS Word cũng như một số hệ thống khác với độ dài mật khẩu không quá dài và phức tạp hoàn toàn có thể thực hiện được bằng tấn công vét cạn sử dụng hệ thống tính toán song song trên nhiều nút và nhiều lõi kết hợp. Thực tế, có thể điều chỉnh quá trình vét cạn bằng một số cơ chế thông minh khác như sử dụng Heuristic, từ điển, v.v… để giảm thiểu thời gian tìm kiếm.
Các thực nghiệm ở trên đã cho thấy hiệu năng của hệ thống tính toán song song phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố, trong đó phải kể đến là trễ truyền thông, đặc biệt khi lưu lượng truyền thông tăng lên. Để tăng hiệu năng của hệ thống bằng cách giảm thiểu trễ truyền thông thì có thể tiến hành giảm lưu lượng truyền thông giữa các tiến trình và giữa các nút tính toán, như: Giảm tối thiểu kích thước gói tin hoặc tần suất gửi các gói tin.
Khi lựa chọn số lõi của CPU tham gia vào quá trình tính toán song song, cần chú ý nên chọn số lượng lõi phù hợp để có hiệu năng đạt mức cao nhất. Không phải cứ chọn hết số lõi để tham gia tính toán là sẽ có mức tăng tốc tốt nhất.
4.5 Kết chương
Nội dung Chương 4 của luận án đã trình bày các kết quả về phân tích, đánh giá hiệu năng của hệ thống tính toán song song sử dụng hai công cụ chính là mạng hàng đợi đóng và mạng Petri. Phần sau của chương tiến hành thực nghiệm đánh giá trên hệ thống thực với kiến trúc cụm máy tính kết hợp với đa lõi để thực hiện thám mã mật khẩu MS Office. Các kết quả của các phương pháp trên đều chỉ ra ảnh hưởng rất lớn của trễ truyền thông đến hiệu năng của toàn bộ hệ thống, nhất là hệ thống đa xử lý. Các kết quả đó cũng đưa ra các khuyến nghị trong việc giảm thiểu trễ truyền thông.
111
Kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
Nghiên cứu về hệ thống tính toán song song và tính toán hiệu năng cao đang là một trong những chủ đề nhận được rất nhiều sự quan tâm. Đặc biệt, khi công nghệ và giá thành cho những hệ thống ghép cụm có sử dụng những vi xử lý đa lõi và GPU ngày càng giảm và cho phép người dùng có thể ghép nối gần như không hạn chế số nút tham gia tính toán.
Đi cùng với khả năng mở rộng các nút tham gia tính toán để nâng cao hiệu năng là bài toán khá nan giải cần phải được nghiên cứu giải quyết đó là vấn đề giảm thiểu trễ truyền thông. Vấn đề này cũng đã được nhiều nhóm nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm và cũng đã có một số kết quả được công bố. Tuy nhiên, do có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng nên chưa thể có một nghiên cứu nào bao quát và đưa ra giải pháp trọn vẹn. Ngoài ra, việc sử dụng các phương pháp và công cụ phân tích khác nhau cũng là một trong những cách tiếp cận cần được khuyến khích.
Luận án đã tiến hành phân tích hiệu năng của một số kiến trúc và hệ thống tính toán song song, trong đó sử dụng hai công cụ phân tích chính là mạng hàng đợi và mạng Petri. Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể ứng dụng trong việc phân tích các hệ thống tính toán song song trong các hệ thống thực tế mà không nhất thiết phải là vi xử lý cho máy tính, cụm máy tính. Ví dụ, có thể áp dụng để phân tích các hệ thống điều khiển song song, hệ thống cảm biến, hệ thống chip giám sát, hệ thống thu thập thông tin, v.v...
Luận án đã nghiên cứu ảnh hưởng của mạng liên kết đến hiệu năng của hệ thống tính toán song song đối với cả các vi xử lý đa lõi và cả hệ thống có sử dụng nhiều máy tính theo mô hình nối cụm và đã đề xuất công thức tính trễ ứng với một số cấu trúc mạng liên kết cụ thể. Từ kết quả này, có thể áp dụng để phân tích các cấu trúc mạng liên kết tương tự khác.
Phần phân tích sự ảnh hưởng của trễ truyền thông đối với bài toán thám mã mật khẩu MS Office Word giúp khẳng định và làm sáng tỏ thêm các kết quả nghiên cứu được đề cập trước đó. Các kết quả thực nghiệm và thuật toán đề xuất trong luận án có thể làm cơ sở để xây dựng và phát triển các hệ thống tính toán song song hiệu năng cao sử dụng vi xử lý đa lõi, bộ GPU và cụm máy tính để thám mã các hệ thống khác bằng phương pháp vét cạn.
Kết quả thực nghiệm và thuật toán đề xuất đối với bài toán thám mã mật khẩu MS Office Word có thể được sử dụng và áp dụng đối với các bài toán vét cạn một cách tương tự và chạy trên hệ thống tính toán song song ghép cụm sử dụng vi xử lý đa lõi, kết hợp với bộ xử lý đồ họa đa năng GPU. Kết quả nghiên cứu có thể phát triển thành sản phẩm có tính thương mại cao, tương tự như các phần mềm thám mã hiện có trên thị trường như: LM Software.
Như vậy, về cơ bản, kết quả của luận án đã đáp ứng được yêu cầu đặt ra ban đầu và các công trình thể hiện các kết quả trong đócũng đã được công bố trên các tạp chí và hội thảo chuyên ngành trong và ngoài nước, đảm bảo độ tin cậy và có ý nghĩa đối với nội dung nghiên cứu.
112