Architecture
1. Prédiction de branchement
Téléchargez l'archive branch_prediction.tgz et extrayez la. Etudiez le programmebranch_prediction.c.Exécutez (plusieurs fois) le programme avec l'argument 0, puis avec l'argument 1. Comparer la durée d'exécution ainsi que le nombre de branchements incorrectement prédits.
2. SIMD
Téléchargez l'archive simd.tgz et extrayez la. Etudiez le programmesimd.c. Exécutez (plusieurs fois) le
programme en faisant varier l'argument de 0 à 2. Comparer les durées
d'exécution.
3. Jouons avec les caches
Téléchargez l'archive cache.tgz et extrayez la.3.1. Lignes de cache
Etudiez et lancez le programme cache_line.c.
Estimez le nombre d'accès mémoire nécessaire pour ce programme. Lancez le programme avec valgrind --tool=cachegrind. Le programme utilise-t-il de manière efficace les caches du processeur ?
Modifiez le programme afin de réduire le nombre de cache miss.
3.2. Faux partage
Lancez la commande lstopo (inclue dans le package hwloc) pour voir le
nombre de coeurs de votre machines ainsi que les différentes mémoire
cache disponibles.
Lancez le programme cache en faisant varier le placement des threads
et comparez les temps d'exécution.
Modifiez le programme pour que les performances soient les même quel que soit le placement des threads. Estimez la taille des lignes de cache sur la machine que vous utilisez.
4. Hyper-threading
Téléchargez l'archive smt.tgz et extrayez la. Exécutez le programme en faisant varier le placement des threads ainsi que le type d'unité de calcul exploitée.
5. Optimisation d'un programme
Téléchargez l'archive program_to_optimize.tgz et extrayez la.
Ce programme crée 4 threads chargés de traiter un ensemble
de jobs. Le résultat de chaque job est stocké dans une
structure event. Lorsque tous les jobs d'un thread ont
été traités, une fonction (analyze_events()) en
analyse les résultats.
5.1 Analyse de performance
Compilez le programme sans optimisation du compilateur (avec
l'option -O0) et comparez son temps d'exécution
avec la version optimisée par le compilateur
(option -O3). Le but de l'exercice est
d'optimiser le programme à la main afin d'obtenir des
performances s'approchant des performances de la version
optimisée par le compilateur.
5.2 Amélioration de l'utilisation des caches
Analysez le code du programme et modifiez le afin de corriger le problème d'utilisation des caches du programme.
---beginCorrIl y a un problème de faux partage. On peut le corriger en ajoutant du padding : program_to_optimize.corrige.5.2.c
---endCorr
5.3 Vectorisation
Modifiez la fonction analyze_events afin
de vectoriser (à l'aide d'instructions AVX par
exemple) la boucle.
Vous pouvez vous aider pour cela du guide des intrinsics Intel qui documente les intrinsics disponibles selon les jeux d'instruction de votre processeur (SSE, AVX, etc.)
---beginCorrprogram_to_optimize.corrige.5.3.c
---endCorr