PhTM*: uma implementação eficiente de transações em fases

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Carvalho, João Paulo Labegalini de [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Programação concorrente; Memória transacional; Sistemas híbridos; Fases do programa; Concurrent programming; Transactional memory; Hybrid systems; Program phase
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/139506

As evidentes limitações em se explorar o aumento de frequência e otimização no nível de microarquitetura para obtenção de desempenho levaram a indústria de microprocessadores a buscar alternativas para suprir tal demanda. A solução encontrada foi construir arquiteturas com múltiplos fluxos de execução (multicore). No entanto, a utilização imediata do modelo paralelo exige que os programadores precisem explicitamente codificar as aplicações de forma a usar todos os núcleos, tarefa essa nada trivial e passível de erros que, muitas vezes, são difíceis de serem detectados. Um novo modelo de programação concorrente conhecido como memória transacional (Transactional Memory – TM) oferece abstrações para fácil codificação de aplicações e é capaz de explorar o paralelismo das arquiteturas multicore sem exigir conhecimentos da arquitetura por parte do programador. Porém, as implementações desse modelo, em software ou hardware, isoladamente apresentam problemas que limitam a escalabilidade das aplicações. Objetivando resolver tais problemas, foram propostos sistemas híbridos de transações em hardware e software para melhor exploração do paralelismo, denominado Memória Transacional Híbrida (Hybrid Transactional Memory – HyTM). A flexibilidade dos sitemas híbridos convencionais, mesmo permitindo executar transações em hardware e software simultaneamente, reduzem o desempenho de ambos seus componentes e tornam mais complexa a implementação da componente em software. Nesse sentido, este trabalho apresenta a primeira implementação eficiente (PhTM*) de um sistema de transações em fases, proposto como alternativa aos HyTMs convencionais. O PhTM* elimina a instrumentação das transações em hardware, necessária em outros HyTMs, e permite utilizar qualquer STM, sem nenhuma modificação, para executar as transações em software. A proposta é a primeira a utilizar o suporte transacioal em hardware disponível em um processador real (não-emulado), para executar as transações em hardware. Os resultados mostram que o PhTM* foi capaz de escolher o modo mais adequado para todas as aplicações do STAMP utilizadas. De fato, o PhTM* apresentou o melhor desempenho entre os sistemas transacionais avaliados e foi cerca de 12% melhor que o HyTM-NOrec, sistema híbrido considerado baseline na avaliação de novos HyTMs.