Оценка производительности компьютерных систем, ориентированных на «сценарную» обработку

Актуальность оценки производительности в тер­ми­нах сце­нари­ев

Традиционные методики оценки производительности компьютеров постепенно теряют свою эффективность. Компьютеры все активнее взаимодействуют друг с другом, людьми и внешним миром, что приводит к появлению стиля компьютерной обработки, определяемой сценариями.

С 40-х годов 20-го века ос­нов­ны­ми мет­ри­ка­ми про­из­во­ди­тель­но­сти ком­пью­те­ров неиз­мен­но оста­ва­лись за­держ­ка (latency) и про­пуск­ная способность (throughput). Метрики эти со сво­и­ми за­да­ча­ми справ­ля­лись, по­сколь­ку ком­пью­те­ры ис­поль­зо­ва­лись очень нехит­рым об­ра­зом. Все­гда под­ра­зу­ме­ва­лось, что дан­ные до­ступ­ны, и толь­ко их объем и со­дер­жа­ние могут по­вли­ять на время вы­пол­не­ния. В такой си­ту­а­ции за­пу­щен­ные за­да­чи вы­пол­ня­ют­ся неза­ви­си­мо друг от друга, а из­ме­ре­ние ско­ро­сти вы­пол­не­ния каж­дой из про­грамм, вклю­чая опе­ра­ци­он­ную си­сте­му, опре­де­ля­ет общую про­из­во­ди­тель­ность ком­пью­тер­ной си­сте­мы, для по­вы­ше­ния ко­то­рой надо лишь сни­жать за­держ­ки и повышать про­пуск­ную спо­соб­ность. Ис­хо­дя из этого, и были раз­ра­бо­та­ны такие на­бо­ры те­стов, как SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation), EEMBC (Embedded Microprocessor Benchmark Consortium) и другие.

Для мно­гих современных ком­пью­тер­ов такая оцен­ка будет неадек­ват­ной. Компьюте­ры все ак­тив­нее вза­и­мо­дей­ству­ют с лю­дь­ми, фи­зи­че­ским миром и друг дру­гом, при­чем часто де­ла­ют все это од­но­вре­мен­но. Общая про­из­во­ди­тель­ность в такой си­ту­а­ции ста­но­вит­ся функ­ци­ей не толь­ко кон­крет­ных при­ло­же­ний, но и их вза­и­мо­дей­ствий друг с дру­гом, когда они кон­ку­ри­ру­ют за внут­рен­ние и внеш­ние ре­сур­сы. Мо­биль­ные телефоны, к при­ме­ру, часто кон­ку­ри­ру­ют за по­ло­су про­пус­ка­ния, ведь фразы собеседников надо пе­ре­да­вать во­вре­мя: за­держ­ка здесь недо­пу­сти­ма. При ор­га­ни­за­ции видео­кон­фе­рен­ции нор­маль­ная ра­бо­та за­ви­сит не толь­ко от ка­че­ства про­грамм­но­го обеспе­че­ния, но и от на­ли­чия сво­бод­ных ре­сур­сов па­мя­ти и про­цес­со­ра. Под­си­сте­мы ввода/вы­во­да, ко­то­рые до­ста­точ­но слабо или во­об­ще никак не кон­тро­ли­ру­ют­ся центральным про­цес­со­ром, и вза­и­мо­за­ви­си­мость между раз­лич­ны­ми про­грам­ма­ми становят­ся су­ще­ствен­ны­ми эле­мен­та­ми со­вре­мен­но­го про­грам­ми­ро­ва­ния и пол­но­стью раз­ру­ша­ют при­выч­ную мо­дель неза­ви­си­мой ком­пью­тер­ной об­ра­бот­ки, вы­пол­ня­е­мой в пакет­ном ре­жи­ме.

Се­год­ня ра­бо­ту многих ком­пью­те­ров при­хо­дит­ся опи­сы­вать в тер­ми­нах сце­на­ри­ев, с уче­том боль­шо­го ко­ли­че­ства по­то­ков ввода/вы­во­да, стро­го­го со­блю­де­ния вре­ме­ни выпол­не­ния и па­рал­лель­но вы­пол­ня­е­мых компьютером задач, а не в тер­ми­нах ско­ро­сти вы­пол­не­ния программ, изо­ли­ро­ван­ных друг от друга и от всего осталь­но­го мира. Все это по­рож­да­ет новый стиль вы­чис­ле­ний, ко­то­рый можно на­звать сце­нар­ным в от­ли­чие от усто­яв­ших­ся сти­лей вы­чис­ле­ний об­ще­го назначения и ори­ен­ти­ро­ван­ных на специфические приложения.

Ме­то­ды оцен­ки, раз­ра­бо­тан­ные для сти­лей об­ще­го на­зна­че­ния и ори­ен­ти­ро­ван­ных на спе­ци­фи­че­ские при­ло­же­ния, не ра­бо­та­ют для «сце­нар­ной» об­ра­бот­ки — они про­сто не от­ра­жа­ют все де­та­ли со­вре­мен­ных ком­пью­теров, их па­ра­мет­ры не могут опи­сать все нюан­сы про­из­во­ди­тель­но­сти, су­ще­ствен­ные для ко­неч­ных поль­зо­ва­те­лей.