Mercurial > hg > Papers > 2014 > masakoha-thesis > final
annotate slide/index.html @ 78:0bf2c2ae2bf6
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| author | Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp> |
|---|---|
| date | Wed, 26 Feb 2014 20:58:00 +0900 |
| parents | 5903492cd498 |
| children | 74e64dea2b49 |
| rev | line source |
|---|---|
| 13 | 1 <!DOCTYPE html> |
| 2 | |
| 3 <html> | |
| 78 | 4 <head> |
| 13 | 5 <title>Presentation</title> |
| 6 <meta charset='utf-8'> | |
| 78 | 7 <script src='./slides.js'></script> |
| 8 </head> | |
| 13 | 9 |
| 78 | 10 <style> |
| 11 /* Your individual styles here, or just use inline styles if that’s | |
| 12 what you want. */ | |
| 13 | 13 |
| 78 | 14 </style> |
| 13 | 15 |
| 78 | 16 <body style='display: none'> |
| 17 <section class='slides layout-regular template-default'> | |
| 13 | 18 |
| 78 | 19 <!-- |
| 20 Your slides (<article>s) go here. Delete or comment out the | |
| 21 slides below. | |
| 22 --> | |
| 23 <article> | |
| 24 <h1>Cerium による並列処理向け I/O の設計と実装</h1> | |
| 25 <h3 class="title">Masataka Kohagura 27th, February</h3> | |
| 26 <div align="right">担当教官 : 河野 真治</div> | |
| 27 </article> | |
|
19
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add slide pages 8-17
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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|
28 |
| 78 | 29 <article> |
| 30 <h3>研究概要</h3> | |
| 31 <p> | |
| 32 当研究室ではCellおよびLinux、 Mac OS X上で動く並列プログラミングフレームワーク、 Ceriumの開発・改良を行っている | |
| 33 </p> | |
| 34 <img src='images/resources.png' style="height:170px" align="middle"> | |
| 35 <p> | |
| 36 本研究では | |
| 37 <ul> | |
| 38 <li><font color=red>ファイル読み込みと文字列検索の分離</font> </li> | |
| 39 <li><font color=red>I/O専用の Threadを追加</font></li> | |
| 40 </ul> | |
| 41 </p> | |
| 76 | 42 |
| 78 | 43 <p> |
| 44 以上2点を実装して<br> | |
| 45 I/O を含む Task の動作改善を行った | |
| 46 </p> | |
| 47 </article> | |
| 14 | 48 |
| 27 | 49 |
| 78 | 50 <article> |
| 51 <h3>Cerium Task Manager</h3> | |
| 52 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"> | |
| 53 <tbody> | |
| 76 | 54 <tr> |
| 78 | 55 <td><img src='images/ceriumtaskmanager.png' style="height:280px"></td> |
| 56 <td> | |
| 76 | 57 <ol> |
| 78 | 58 <li>Taskを生成</li> |
| 59 <li>依存関係のチェック</li> | |
| 60 <li>Schedulerに転送</li> | |
| 61 <li>並列実行</li> | |
| 76 | 62 </ol> |
| 78 | 63 </td> |
| 76 | 64 </tr> |
| 78 | 65 </tbody> |
| 66 </table> | |
| 67 <p> | |
| 68 I/O 専用の Thread を用意することにより、読み込みに専念させることができる | |
| 69 </p> | |
| 70 </article> | |
| 71 | |
| 72 <article> | |
| 73 <h3>I/O を含む Task の説明</h3> | |
| 74 <br> | |
| 75 <img src='images/includeIOTask.png' style="height:270px" align="middle"> | |
| 76 <ol> | |
| 77 <li>テキストファイルの読み込み後、ファイルをある一定の大きさに分割する</li> | |
| 78 <li>分割したテキストファイルに対して、それぞれ計算を行う</li> | |
| 79 <li>計算した結果を集計する</li> | |
| 80 </ol> | |
| 81 </article> | |
|
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9b071b32e3de
add some files and write slide
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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|
82 |
| 78 | 83 <article> |
| 84 <h3>mmap の特徴</h3> | |
| 85 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"> | |
| 86 <tbody> | |
|
23
a452d8f104bd
divede read rename to Block Read
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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21
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|
87 <tr> |
| 78 | 88 <td><img src='images/mmap.png' style="height:350px" align="middle"></td> |
| 89 <td> | |
| 90 <ul> | |
| 91 <font size = 5> | |
| 92 <li> | |
| 93 mmap は、C 及び C++ で使用でき、ファイルを読み込む API である。 | |
| 94 </li> | |
| 95 <li> | |
| 96 code がシンプル <br>(メモリを自分自身で malloc せず、read を書いて読み込まなくていいため) | |
| 97 </li> | |
| 98 </font> | |
| 99 </ul> | |
| 100 </td> | |
|
23
a452d8f104bd
divede read rename to Block Read
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
21
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|
101 </tr> |
| 78 | 102 </tbody> |
| 103 </table> | |
| 104 </article> | |
| 105 | |
| 106 <article> | |
| 107 <h3>mmapでの実装の問題点</h3> | |
| 108 <ul> | |
| 109 <li> mmap でファイルを読み込むと、ファイルはメモリ上に即座に展開されるわけではない。 </li> | |
| 110 <li> | |
| 111 ファイルがメモリに展開されるタイミングは、そのファイルに対して文字列検索を行うときである。<br><br> | |
| 112 ->つまり、文字列検索が行われるときに初めてファイルが読み込まれるので、<font color=red>ファイル読み込みと文字列検索が分離できない。</font> | |
| 113 </li> | |
| 114 </ul> | |
| 115 </article> | |
| 116 | |
|
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write slide No.11 & add images
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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|
117 |
| 78 | 118 <article> |
| 119 <h3>Blocked Read の設計</h3> | |
| 120 <br> | |
| 121 <img src='images/divide_read.png' style="height:250px" align="middle" > | |
| 122 <br> | |
|
16
56cd6800acb5
write slide No.11 & add images
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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15
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|
123 |
| 78 | 124 <ul> |
| 125 <li> メモリへの呼び出しを自分で書ける(制御できる) </li> | |
| 126 <li> Read は 連続で動作する。 </li> | |
| 127 </ul> | |
| 128 </article> | |
| 129 | |
| 130 <article> | |
| 131 <h3>Blocked Read の実装</h3> | |
| 132 <br> | |
| 133 <img src='images/blockread.png' style="height:250px"align="middle"> | |
| 134 <br> | |
| 135 | |
| 136 <ul> | |
| 33 | 137 <li> |
| 78 | 138 Task を 1 つずつではなく、ブロック単位で生成して起動する<br> |
| 139 (1つずつ生成すると、生成された Task でメモリを圧迫するため) | |
| 33 | 140 </li> |
| 141 <li> | |
| 78 | 142 Blocked Read Task が読み込み終わるまで、<br>Task Blockを待たせる |
| 33 | 143 </li> |
| 78 | 144 </ul> |
| 145 </article> | |
|
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a452d8f104bd
divede read rename to Block Read
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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|
146 |
| 76 | 147 <!-- |
| 78 | 148 <article class = 'smaller'> |
| 149 <h3>I/O 専用の therad を追加 (1/2)</h3> | |
| 150 <br> | |
| 151 <img src='images/SPE_ANYblockread.png' style="height:350px"align="middle"> | |
| 152 <ul> | |
| 153 <li> | |
| 154 Task 単位で使用するデバイスをセットすることができる。 | |
| 155 </li> | |
| 156 <li> | |
| 157 SPE_ANY でセットすると、Cerium Task Manager 側で自動的に CPU を割り振る。 | |
| 158 </li> | |
| 159 <li> | |
| 160 自動的に割り振るので、Blocked Read に 他のTask が割り込むおそれがある。 | |
| 161 </li> | |
| 162 </ul> | |
| 163 </article> | |
| 76 | 164 --> |
| 31 | 165 |
| 166 | |
| 78 | 167 <article> |
| 168 <h3>I/O 専用の thread を追加</h3> | |
| 169 <br> | |
| 170 <img src='images/IO_0blockread.png' style="height:350px"> | |
| 171 <ul> | |
| 172 <li>Blocked Read Task が最優先されるので、他の Task に割り込まれなくなる<br> | |
| 173 </li> | |
| 174 </ul> | |
| 175 </article> | |
| 28 | 176 |
| 78 | 177 <article> |
| 178 <h3>I/O 専用の thread を使用しない場合</h3> | |
| 179 <br> | |
| 180 <img src='images/SPE_ANYblockread.png' style="height:350px"> | |
| 181 <ul> | |
| 182 <li>Blocked Read は連続で行われなければならない。<br>しかし、Task が割り振られてしまう可能性がある。 </li> | |
| 183 </ul> | |
| 184 </article> | |
| 77 | 185 |
| 78 | 186 <article> |
| 187 <h3>実験環境</h3> | |
| 188 <br> | |
| 189 <ul> | |
| 190 <li> Mac OS X 10.9.1</li> | |
| 191 <li> 2*2.66 GHz 6-Core Intel Xeon</li> | |
| 192 <li> Memory 16GB 1333MHz DDR3</li> | |
| 193 <li> HHD 1TB</li> | |
| 194 <li> file size : 約 10 GB</li> | |
| 195 <li> ファイルに対して Boyer-Moore String Seaech で文字列検索をかける </li> | |
| 196 <li> ファイルの読み込みから結果までを測定</li> | |
| 197 </ul> | |
| 198 </article> | |
|
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add slide pages 8-17
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
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|
199 |
| 78 | 200 <article> |
| 201 <h3>実験結果</h3> | |
| 202 <table border="2" cellpadding="0" cellspacing="0"> | |
| 203 <tbody> | |
| 204 <tr> | |
| 205 <td>read mode</td> | |
| 206 <td>CPU num</td> | |
| 207 <td>ave time(s)</td> | |
| 208 </tr> | |
| 209 <tr> | |
| 210 <td>mmap</td> | |
| 211 <td>2</td> | |
| 212 <td>106.2</td> | |
| 213 </tr> | |
| 214 <tr> | |
| 215 <td bgcolor="#ffffcc">mmap</td> | |
| 216 <td bgcolor="#ffffcc">12</td> | |
| 217 <td bgcolor="#ffffcc">154.6</td> | |
| 218 </tr> | |
| 219 <tr> | |
| 220 <td>一括Read</td> | |
| 221 <td>12</td> | |
| 222 <td>114.9</td> | |
| 223 </tr> | |
| 224 <tr> | |
| 225 <td>Blocked Read(SPE_ANY)</td> | |
| 226 <td>12</td> | |
| 227 <td>106.0</td> | |
| 228 </tr> | |
| 229 <tr> | |
| 230 <td bgcolor="#ffffcc">Blocked Read(IO_0)</td> | |
| 231 <td bgcolor="#ffffcc">(I/0) 1 + (Task) 11</td> | |
| 232 <td bgcolor="#ffffcc">99.2</td> | |
| 233 </tr> | |
| 234 </tbody> | |
| 235 </table> | |
|
26
54591c145fec
add experiment result
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
25
diff
changeset
|
236 |
| 78 | 237 <ul> |
| 238 <li> Blocked Read & IO_0 が mmap より<font color=red>1.55倍</font>実行速度が向上した。<br> </li> | |
| 239 <li> mmap では 1つ1つの Task がファイルの読み込みを行ってしまうため、読み込み回数が多くなり実行速度が遅くなったと考えられる。 </li> | |
| 240 </ul> | |
| 241 </article> | |
| 28 | 242 |
| 78 | 243 <article> |
| 244 <h3>まとめ</h3> | |
| 245 <br> | |
| 246 <ul> | |
| 247 <li> I/O と Task を分離し、同時に動くように改良した。 </li> | |
| 248 <li> I/O 専用の Thread の追加 </li> | |
| 249 <li> | |
| 250 I/O を含む Task をで並列実装するときに mmap では不向きであり、 | |
| 251 Blocked Read で読み込みを制御したほうが効果的。 | |
| 252 </li> | |
| 253 </ul> | |
| 254 <h3 class="yellow">今後の課題</h3> | |
| 255 <ul> | |
| 256 <li> Cerium の API として実装 </li> | |
| 257 <li> | |
| 258 様々な実装の試み<br>(I/O threads を 2つ、分割 mmap・・・) | |
| 259 </li> | |
| 260 </ul> | |
| 261 </article> | |
| 34 | 262 |
| 78 | 263 <article> |
| 264 <h3>Cerium Task の生成の例(1)</h3> | |
| 265 <p>(例題) multiply : 2つの数を掛け算するプログラム</p> | |
| 266 <h3 class="yellow">main.cc の記述</h3> | |
| 267 <pre> | |
| 28 | 268 float* A, B, C; |
| 269 // Task の宣言 | |
| 270 HTaskPtr multiply = manager->create_task(MULTIPLY_TASK); | |
| 271 // Task を実行する デバイスの設定 | |
| 272 multiply->set_cpu(SPE_ANY); | |
| 273 // Task に入力データのアドレスを追加 | |
| 274 multiply->set_inData(0, (memaddr)A, sizeof(float)*length); | |
| 275 multiply->set_inData(1, (memaddr)B, sizeof(float)*length); | |
| 276 // Task に出力データのアドレスを追加 | |
| 277 multiply->set_outData(0, (memaddr)C, sizeof(float)*length); | |
| 278 // Task へ値を1つだけ渡す | |
| 279 multiply->set_param(0,length); | |
| 280 // Task を TaskList に set する | |
| 78 | 281 multiply->spawn(); |
| 282 </pre> | |
| 283 </article> | |
| 28 | 284 |
| 78 | 285 <article> |
| 286 <h3> Cerium Task の生成(2)</h3> | |
| 287 <br> | |
| 288 <h3 class="yellow">Task の記述</h3> | |
| 289 <pre> | |
| 28 | 290 static int |
| 291 multiply(SchedTask *s,void *rbuf, void *wbuf) | |
| 292 { | |
| 293 float *A,*B,*C | |
| 78 | 294 // 登録した inData を取得 |
| 295 A = (float*)s->get_input(rbuf,0); | |
| 28 | 296 B = (float*)s->get_input(rbuf,1); |
| 297 // 登録した outData を取得 | |
| 298 C = (float*)s->get_output(wbuf,0); | |
| 299 // 登録した param を取得 | |
| 300 long length=(long)s->get_param(0); | |
| 301 for (int i=0;i < length;i++) { | |
| 302 C[i] = A[i] * B[i]; | |
| 303 } | |
| 304 return 0; | |
| 78 | 305 } |
| 306 </pre> | |
| 307 </article> | |
| 28 | 308 |
| 78 | 309 <article> |
| 310 <h3>mmap での I/O の実装</h3> | |
| 311 <br> | |
| 312 <h3 class="yellow">mmap の記述</h3> | |
| 313 <pre> | |
| 28 | 314 mmap(SchedTask *s, void *in, void *out) |
| 315 { | |
| 316 // FileReadPtr : File情報などを格納している構造体 | |
| 317 FileReadPtr fr = (FileReadPtr)in; | |
| 318 int map = MAP_PRIVATE; | |
| 319 | |
| 320 fr->read_text = | |
| 321 (char*)mmap(NULL,fr->filesize,PROT_READ,map,fr->fd,(off_t)0); | |
| 322 } | |
| 78 | 323 </pre> |
| 28 | 324 |
| 78 | 325 <ul> |
| 326 <li> PROT_READ : 読み込み可 </li> | |
| 327 <li> MAP_PRIVATE : 読み込んだ領域に対して書き込みが起こると複製し、複製した領域に対して書き込みを行う </li> | |
| 328 </ul> | |
| 329 </article> | |
| 330 | |
| 331 <article class='smaller'> | |
| 332 <h3>Block Read の実装(1/2)</h3> | |
| 333 <br> | |
| 334 <h3 class="yellow">Block Read の実装</h3> | |
| 335 <pre> | |
| 28 | 336 HTaskPtr t_read = manager->create_task(READ_TASK); |
| 337 t_read->set_cpu(read_spe_cpu); | |
| 338 // 読み出すファイルの格納場所を設定 | |
| 339 t_read->set_outData(0, | |
| 78 | 340 w->file_mmap + w->task_spawned * w->division_size, |
| 341 w->task_blocks * w->division_size); | |
| 28 | 342 // ファイルディスクリプタの受け渡し |
| 343 t_read->set_param(0,w->fd); | |
| 344 // ファイル読み込みの始点 | |
| 345 t_read->set_param(1,w->task_spawned*w->division_size); | |
| 346 | |
| 347 // run_tasks(manager,w, w->task_blocks, t_read, t_next, w->division_size + w->extra_len); | |
| 348 // ここで、ファイルに対して何らかの計算を掛けるような Task を設定する | |
| 349 run_tasks(manager,w, w->task_blocks,・・・ ); | |
| 350 | |
| 351 // ファイル読み込みの終点 | |
| 352 t_read->set_param(2,w->task_spawned*w->division_size + w->extra_len); | |
| 353 | |
| 354 t_read->spawn(); | |
| 355 | |
| 356 </pre> | |
| 78 | 357 </article> |
| 28 | 358 |
| 78 | 359 <article> |
| 360 <h3>Block Read の実装(2/2)</h3> | |
| 361 <br> | |
| 362 <h3 class="yellow"> Block Read の記述</h3> | |
| 363 <pre> | |
| 364 static int | |
| 28 | 365 read_task(SchedTask *s, void *rbuf, void *wbuf) |
| 366 { | |
| 367 long fd = (long)s->get_param(0); | |
| 368 long start_read_position = (long)s->get_param(1); | |
| 369 long end_read_position = (long)s->get_param(2); | |
| 370 char *read_text = (char*)s->get_output(wbuf,0); | |
| 371 long read_size = end_read_position - start_read_position; | |
| 372 | |
| 373 pread(fd, read_text, read_size , start_read_position); | |
| 374 return 0; | |
| 375 } | |
| 376 </pre> | |
| 78 | 377 </article> |
| 28 | 378 |
|
19
36958c5e0b90
add slide pages 8-17
Masataka Kohagura <e085726@ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
18
diff
changeset
|
379 |
| 78 | 380 </body> |
| 13 | 381 </html> |