文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
面向事务处理应用的多核共享存储体系结构性能评价
姓名:李鑫
申请学位级别:硕士
专业:计算机科学与技术
指导教师:窦勇
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
事务处理类应用是商业服务领域的重要应用,多核处理器也是当前处理器发
展的主流,单芯片多核处理器被广泛的应用于在线事务处理应用中。基于不同应
用,研究多核处理器的性能特征已成为设计和评价商用多核服务系统的主要方
式。目前事务处理类应用广泛采用多核共享存储技术,但事务处理性能尚不能满
足应用需求,提升事务处理类应用的性能有较大市场需求。
研究基于事务处理类应用的多核共享存储体系结构需要针对事务处理的特点
进行体系结构层的改进,以充分发挥多核平台的计算性能,这就需要对事务处理
类应用进行性能评价,了解其程序行为,理解其软硬件资源的利用情况。对于体
系结构优劣的客观评价同样需要进行性能评价,可以在性能评价中发现对于体系
结构改进具有参考意义的观点与结论。
本文利用体系结构模拟器,对不同微体系结构参数组合下事务处理类应用的
性能特征进行了分析,分析了二级 Cache 大小、二级 Cache 组相连关系对于事务
处理性能的影响,分析了 Cache 一致性协议以及多核之间互连拓扑结构对于系统
性能的影响。
本文利用硬件计数器工具,在不同配置上研究了事务处理类应用的系统级性
能特征。通过系统级性能分析,我们将事务处理类应用按照同时服务的用户数量
分为三个阶段,并分析了各个阶段下多核共享存储体系结构的性能瓶颈。
由于在体系结构模拟器下进行模拟受限于模拟速度,本文提出了一种基于数
学采样及并行执行的模拟加速方法,可以在可接受的模拟精度损失下达到较为理
想的模拟速度。
关键词: 在线事务处理;多核共享存储体系结构;性能评价;体系结构模拟
器;硬件计数器
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
Transaction processing is important application on business servers. As Multi-core
processors are mon, CMPs are widely used in OLTP applications. Re-
searches about performance characterization are the primary way people design and evalu-
mercial multi-core system. Shared-memory MPs are widely used in current trans-
action processing applications, while the performance cannot meet the demands. There-
fore, how to improve performance is still an open question.
Research about architectures based on shared-memory MPs need improve the archi-
tectures with knowledge of characterization of transaction processing application to seek
optimum performance of multi-core platform. It needs evaluate performance of trans-
action processing application, understand program behaviors and monitor utilization of
hardware and software resources. Performance evaluation is also introduced in objec-
tive architecture evaluation. We can get some valuable suggestions and conclusions from
performance evaluation for architectures optimization.
This paper analyzes the performance characterization of transaction processing ap-