Melloran o rendemento dos servidores optimizando o acceso á memoria
Nos servidores informáticos, a disposición espacial dos elementos hardware xogan un papel crucial e incide, por exemplo, no acceso ao lugar onde se almacenan os datos –a memoria-. Este acceso á memoria é compartido, polo que, dependendo de cómo estea construído internamente o servidor, algúns dos núcleos que operan na memoria terán a capacidade de acceder a unhas partes dela máis rápido que outras. É un campo de especial relevancia ao estar intimamente relacionado coa velocidade de funcionamento dos equipos. Agora, o grupo de Arquitectura de Computadores da USC conseguiu establecer novos modelos de rendemento para a súa implementación en servidores.
O traballo realizado nos laboratorios do Centro Singular de Investigación en Tecnoloxías da Información da USC (CiTIUS) permitiu desenvolver unha ferramenta de propósito específico, capaz de obter a información xerada polos contadores hardware (rexistros que dan conta do que acontece no interior do procesador en tempo real) e amosar os patróns de rendemento de forma moi cómoda para o usuario e cunha baixa influencia no rendemento do sistema. Son dúas as vantaxes que achega: amosan aos programadores pistas sobre cómo mellor o código e permiten establecer estratexias orientadas á toma de decisións durante a execución dun programa co obxectivo de mellorar as súas prestación.
Na mesma liña, os científicos crearon un sistema de migración de fíos (pequenos fragmentos de programa, parcialmente independentes que traballan de maneira conxunta pero que poden ser illados para a súa execución). Este sistema migra automaticamente os fíos (threads) entre os distintos núcleos dos procesadores buscando a mellor emprazamento para cada un e así optimizar a súa execución en tempo real.
Parte dos resultados acadados forman parte da tese de doutoramento de Óscar García quen validou a precisión do sistema de migración de fíos con ensaios baseados nos NAS Parallel Benchmarks, un banco de probas deseñados por enxeñeiros da NASA para medir o rendemento dos computadores. Para a validación, executáronse simultaneamente catro programas distintos nun servidor con idéntico número de procesadores, simulando un suposto no que catro usuarios se conectan á vez ao mesmo equipo. O investigador observou que se todos os programas se executan en procesadores que acceden aos seus datos da maneira máis eficiente posible, “as cousas sinxelamente funcionan ben, algo mellor do que habitualmente ocorre cando o encargado do reparto é o sistema operativo”. Pola contra, tan pronto como os programas len a memoria da maneira máis lenta posible, o rendemento “cae estrepitosamente sen que os sistema operativo poida facer nada para arranxalo”.
Sucesivas probas dos investigadores demostraron como neste tipo de situacións o sistema de migración de fíos desenvolvido no CiTIUS da USC conseguía mellorar o rendemento ata un 70%. Segundo os investigadores son uns resultados que, de ser integrados no sistema operativo, poderían mellorar notablemente o rendemento en servidores con múltiples usuarios. Os autores do traballo engaden que “ o salto cualitativo apreciarase especialmente en casos como os servidores de Internet ou nos dedicados a problemas de simulación científica ou técnica, porque se trata de situacións onde se executan programas con grande uso de memoria e un considerable número de fíos”.