ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮಾಪನ, ಸಮಾನಾಂತರ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ | Performance Metrics, Parallel Computing & Advanced Analysis
Saved in this browser only. Sign in to keep your ticks on every device. See all revisions due
Key points
- CPU ಎಕ್ಸಿಕ್ಯೂಶನ್ ಸಮಯ = ಇನ್‌ಸ್ಟ್ರಕ್ಷನ್ ಕೌಂಟ್ * CPI * ಕ್ಲಾಕ್ ಸೈಕಲ್ ಸಮಯ | CPU Execution Time equals Instruction Count times CPI times Clock Cycle Time.
- ಆಮ್ಡಾಲ್ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗವರ್ಧನೆಯು ಸೀಕ್ವೆನ್ಷಿಯಲ್ ಭಾಗದಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ | Amdahl's law defines that speedup is bottlenecked by the sequential fraction.
- ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳು ಅನಂತವಾದರೂ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಮಿತಿ 1/(1-f) ಆಗಿರುತ್ತದೆ | As processing units approach infinity, maximum speedup strictly limits to 1/(1-f).
- MIPS ಮಾಪನವು ವಿವಿಧ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ಗಳ ಹೋಲಿಕೆಗೆ ಸಮಂಜಸವಲ್ಲ | MIPS is unreliable when comparing processors with differing instruction sets.
- FLOPS ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮತ್ತು ಗ್ರಾಫಿಕಲ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಮಾನದಂಡವಾಗಿದೆ | Floating-point throughput (FLOPS) is the standard metric for compute-intensive tasks.
- ಕ್ಲಾಕ್ ಆವರ್ತನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕ್ಲಾಕ್ ಸೈಕಲ್ ಸಮಯವು ವಿಲೋಮವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ | Clock frequency is the mathematical reciprocal of clock cycle duration.
- ಫ್ಲಿನ್ ಅವರ MIMD ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಆಧುನಿಕ ಮಲ್ಟಿ-ಕೋರ್ ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ | Flynn's MIMD paradigm represents modern symmetric multiprocessors and multi-core chips.
ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮಾಪನ ಮತ್ತು ಕ್ಲಾಕ್ ಸಮೀಕರಣಗಳು | Computer Performance Metrics & Clock Equations
ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಎಕ್ಸಿಕ್ಯೂಶನ್ ಸಮಯದಿಂದ (CPU Execution Time) ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ | The definitive measure of computer performance is program execution time, which quantifies the wall-clock time required to complete a given workload.
ಉದಾಹರಣೆ | Example
ಒಂದು ಪ್ರೋಗ್ರಾಂನ CPU ಎಕ್ಸಿಕ್ಯೂಶನ್ ಸಮಯವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರದಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ | CPU execution time is given by:
CPU Time = Instruction Count (IC) * Cycles Per Instruction (CPI) * Clock Cycle Time
CPU Time = (Instruction Count * CPI) / Clock Frequencyಆಮ್ಡಾಲ್ ನಿಯಮ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಮಿತಿ | Amdahl's Law & Speedup Bounds
ಬಹು-ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಆಮ್ಡಾಲ್ ನಿಯಮವು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ | Amdahl's Law establishes the theoretical maximum speedup possible when using multiple execution cores or parallel resources.
Speedup = 1 / [ (1 - f) + (f / N) ]
ಇಲ್ಲಿ (Where):
f = ಸಮಾನಾಂತರಗೊಳಿಸಬಹುದಾದ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಭಾಗ (Parallel fraction of task)
(1 - f) = ಕಡ್ಡಾಯ ಸೀಕ್ವೆನ್ಷಿಯಲ್ ಭಾಗ (Strictly sequential fraction)
N = ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳ ಅಥವಾ ಕೋರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ (Number of processor units)ಮುಖ್ಯಾಂಶ | Key point
ಪ್ರೋಗ್ರಾಂನ ಶೇಕಡಾ 20 ರಷ್ಟು ಭಾಗವು ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿ ಸೀರಿಯಲ್ ಆಗಿದ್ದರೆ (1 - f = 0.20), ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಅನಂತವಾದರೂ (N -> infinity), ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗವರ್ಧನೆಯು 1 / 0.20 = 5 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ | If 20% of a task is inherently sequential, no matter how many cores are deployed, the theoretical speedup can never exceed 5.
ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮೆಟ್ರಿಕ್‌ಗಳ ಹೋಲಿಕೆ | Comparison of Performance Metrics
| ಮೆಟ್ರಿಕ್ | Metric | ಪೂರ್ಣ ರೂಪ | Full Form | ಮಿತಿಗಳು / ಡೆಫಿನಿಷನ್ | Definition & Limits |
|---|---|---|
| MIPS | ಮಿಲಿಯನ್ ಇನ್‌ಸ್ಟ್ರಕ್ಷನ್ಸ್ ಪರ್ ಸೆಕೆಂಡ್ (Million Instructions Per Second) | ಸೂಚನೆಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ (RISC vs CISC ಹೋಲಿಕೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ) | Fails across different ISAs with differing workloads. |
| MFLOPS / TFLOPS | ಫ್ಲೋಟಿಂಗ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳು (Million/Tera Floating Point Operations) | ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ | Ideal benchmark for scientific workloads and supercomputers. |
| CPI | ಕ್ಲಾಕ್ ಸೈಕಲ್ಸ್ ಪರ್ ಇನ್‌ಸ್ಟ್ರಕ್ಷನ್ (Clock Cycles Per Instruction) | ಪ್ರತಿ ಸೂಚನೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಸರಾಸರಿ ಕ್ಲಾಕ್ ಚಕ್ರಗಳು | Average number of clock cycles required per instruction. |
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ | Exam tip
ಸೂಪರ್‌ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ LINPACK ಬೆಂಚ್‌ಮಾರ್ಕ್ ಬಳಸಿ ರೇಟಿಂಗ್ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಟಾಪ್ 500 ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು Rmax ಮತ್ತು Rpeak (TFLOPS/PFLOPS) ಗಳಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ | Supercomputer rankings in TOP500 evaluate double-precision matrix solutions via the LINPACK benchmark suite.
Practice questions
Answer all, then check. Explanations appear after checking.
Finished this topic? Tick it off.
Saved in this browser only. Sign in to keep your ticks on every device. See all revisions due