speedup, ley de amdahl y mips 66.20 organización de computadoras
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Speedup,Ley de Amdahly MIPS66.20 Organización de Computadoras
Regla
Ejemplo:
En la suma de 2 números, el caso con overflow es menos frecuente. Por lo tanto, se busca optimizar el caso sin overflow (más frecuente).
“Mejorar el caso más frecuente”“Mejorar el caso más frecuente”
Regla (cont.)
Una tarea X integrada por 3 subtareas: A, B y C.
Pueden optimizarse A ó B.
CASO 1: Optimizo A en 10 veces
A B C
A B C
x 0.1
Regla (cont.)
A B C
x 0.1
A B C
CASO 2: Optimizo B en 10 veces
Speedup
Mide cuál es la ganancia (en performance) al utilizar un modo de ejecución más rápido.
Speedup (cont.)
A B C
x 0.1
A B C
Speedup = Told / Tnew = 10 / 6 = 1.67
Told
Tnew
Gene AmdahlNace en 1922 en Dakota del Sur.
Participó en la Segunda Guerra Mundial.
Fue arquitecto en IBM.
Actualmente, posee su propia compañía.
Realizó importantes aportes, especialmente en el campo de la computación paralela.
Ha recibido importantes premios y condecoraciones.
Ley de Amdahl
“La ganancia que se puede obtener, usando un modo de ejecución más
rápido, está limitada por la fracción de tiempo en que puede utilizarse ese
modo.”
“La ganancia que se puede obtener, usando un modo de ejecución más
rápido, está limitada por la fracción de tiempo en que puede utilizarse ese
modo.”
Ley de Amdahl (cont.)
A B C
X 0.0
A B C
La subtarea B se mejoró infinitamente. Sin embargo, la mejora global es finita.
Ley de Amdahl (cont.)
La mejora tiene un speedup propio:
Speedupmejora
La mejora se puede aplicar sobre una fracción del tiempo total de la tarea:
Fracmejora
Ley de Amdahl (cont.)
Speedup Global
Speedup (global)Frac. mejora = 0.1
0,98
1,00
1,02
1,04
1,06
1,08
1,10
1,12
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Speedup (mejora)
Sp
eed
up
(g
lob
al)
Speedup (global)Frac. mejora = 0.5
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Speedup (mejora)S
pee
du
p (
glo
bal
)
Speedup Global (cont.)
Speedup (global)Frac. mejora = 0.99
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Speedup (mejora)
Sp
eed
up
(g
lob
al)
Speedup (global)Frac. mejora = 1
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
1200,00
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Speedup (mejora)S
pee
du
p (
glo
bal
)
Otras métricas:Performance de CPU CPI:
MIPS:
MIPS: Ventajas
Es una medida directa de performance (inversa del tiempo).
Simple de entender.
MIPS: Desventajas
Depende del conjunto de instrucciones (no sirve para comparar máquinas con distintos ISAs).
En una misma máquina, distintos programas pueden tener distintas tasas de MIPS.
Puede variar inversamente proporcional a la performance.
Millones de instrucciones, para dos máquinas iguales (1 y 2), con compilación optimizada y no optimizada, respectivamente.
Ambas máquinas tienen una frecuencia de reloj de 100 Mhz.
Además, una instrucción de tipo A se ejecuta en un ciclo, una de tipo B en 2 ciclos y una de tipo C en 3 ciclos.
MIPS: Ejemplo
Máquina 1 Máquina 2
A 5 10
B 1 1
C 1 1
Total instrucciones 7 12
¿Cuántos millones de ciclos insume cada ejecución?
La Máquina 1 es 1.5 veces más rápida que la Máquina 2.
MIPS: Ejemplo (cont.)
Máquina 1 Máquina 2
A 5 10
B 2 2
C 3 3
Total ciclos 10 15
Total tiempo 0.1 seg 0.15 seg
MIPS: Ejemplo (cont.)
MIPS1 = ( 7x106 instr ) / ( 0.1 seg x 106 ) = 70
MIPS2 = ( 12x106 instr ) / ( 0.15 seg x 106 ) = 80
Según la tasa de MIPS, la Máquina 2 tiene un mejor desempeño respecto a la Máquina 1.
Según la tasa de MIPS, la Máquina 2 tiene un mejor desempeño respecto a la Máquina 1.