Kernel threads in Linux are similar

Kernel threads in Linux are similar to user processes but they run in kernel mode. This means they have scheduling policies and priorities too. When we changed the scheduling policy of the FWQ benchmark from Linux’s default completely fair scheduler to real-time scheduler with the highest possible priority, we found that VM status update threads were never scheduled due to their lower priorities, thus removing the values between 30-35us in the Figure 3. If applications use a higher priority than kernel-level non-critical threads, it might be possible to achieve a consistent low-level OS clock tick noise profile with task pinning and turning off the scheduler load balancer. However, even with the realtime policy, FWQ benchmark gave the same results; the real-time scheduler is not enough to reduce the noise footprint of the OS.


We also ran scientific codes and popular HPC benchmarks in the same 24 core machine and found that there is a slight (less than 0.5%) performance gain with the lowest OS noise footprint compared to other configurations. We believe that the insignificance of the performance gain is due to relatively small scales; exascale-grade hardware is expected to contain many more CPUs per node and the performance gain would be amplified in that case. Another interesting finding was the elimination of the variability in the running times of applications. Although the average running times did not change significantly, variability almost disappeared.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เธรดเคอร์เนลใน Linux จะคล้ายกับกระบวนการผู้ใช้ แต่พวกเขาเรียกใช้ในโหมดเคอร์เนล ซึ่งหมายความว่า พวกเขามีการวางแผนนโยบายและสำคัญเกินไป เมื่อเราเปลี่ยนแปลงนโยบายการจัดกำหนดการของมาตรฐาน FWQ จากของ Linux เริ่มต้นตัวจัดกำหนดการอย่างสมบูรณ์ยุติธรรมการจัดกำหนดการแบบเรียลไทม์มีความสำคัญเป็นไปได้สูงที่สุด เราพบว่า VM สถานะเธรดปรับปรุงไม่ถูกเวลาเนื่องจากลำดับความสำคัญต่ำของพวกเขา จึง เอาค่าระหว่าง 30-35us ในรูป 3 ถ้าโปรแกรมประยุกต์ใช้ลำดับความสำคัญสูงกว่าระดับเคอร์เนลเธรดไม่สำคัญ คุณอาจจะสามารถเพื่อให้สอดคล้องระดับ OS นาฬิกาขีดเสียงโปรไฟล์การปักหมุด และการปิด balancer โหลดตัวจัดกำหนดการงาน อย่างไรก็ตาม แม้แต่กับนโยบาย realtime, FWQ เกณฑ์มาตรฐานให้ผลลัพธ์เดียวกัน ตัวจัดกำหนดการแบบเรียลไทม์ไม่เพียงพอที่จะลดเสียงรบกวนของระบบปฏิบัติการนอกจากนี้เรายังวิ่งรหัสวิทยาศาสตร์ และนิยม HPC มาตรฐานในหลักเดียวกัน 24 เครื่อง และพบว่า มีเพียงเล็กน้อย (น้อยกว่า 0.5%) กำไรประสิทธิภาพการทำงานกับรอยเสียง OS ต่ำสุดเมื่อเทียบกับการกำหนดค่าอื่น ๆ เราเชื่อว่า มันของการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเนื่องจากเครื่องชั่งขนาดค่อนข้างเล็ก ฮาร์ดแวร์ exascale เกรดคาดว่าจะประกอบด้วยหลาย Cpu เพิ่มเติมต่อโหนด และจะขยายเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในกรณีที่ พบน่าสนใจคือ การกำจัดความแปรปรวนในช่วงเวลาทำงานของโปรแกรมประยุกต์ แม้ว่าจะใช้เวลาโดยเฉลี่ยไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมาก ความแปรปรวนหายไปเกือบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หัวข้อเคอร์เนลลินุกซ์มีความคล้ายคลึงกับกระบวนการของผู้ใช้ แต่พวกเขาทำงานในโหมดเคอร์เนล ซึ่งหมายความว่าพวกเขามีนโยบายการจัดตารางเวลาและลำดับความสำคัญมากเกินไป เมื่อเราเปลี่ยนแปลงนโยบายการจัดตารางเวลาของมาตรฐาน FWQ จากเริ่มต้นการจัดตารางเวลาที่เป็นธรรมอย่างสมบูรณ์ลินุกซ์กำหนดการเวลาจริงที่มีความสำคัญสูงสุดที่เป็นไปเราพบว่า VM สถานะหัวข้อการปรับปรุงไม่เคยถูกกำหนดไว้เนื่องจากการจัดลำดับความสำคัญต่ำกว่าของพวกเขาจึงออกค่าระหว่าง 30- 35us ในรูปที่ 3 ถ้าการใช้งานที่ใช้ความสำคัญสูงกว่าระดับเคอร์เนลกระทู้ที่ไม่สำคัญมันอาจจะเป็นไปได้ที่จะประสบความสำเร็จในระดับต่ำนาฬิกา OS สอดคล้องติ๊กรายละเอียดเสียงกับงานปักหมุดและปิด balancer โหลดตารางเวลา อย่างไรก็ตามแม้จะมีนโยบายเรียลไทม์, FWQ มาตรฐานให้ผลเดียวกัน; กำหนดการเวลาจริงไม่เพียงพอที่จะลดการปล่อยเสียงของ OS. นอกจากนี้เรายังวิ่งรหัสทางวิทยาศาสตร์และการทดสอบ HPC ที่นิยมในเครื่อง 24 หลักที่เหมือนกันและพบว่ามีเพียงเล็กน้อย (น้อยกว่า 0.5%) กำไรจากผลการดำเนินงานที่มีต่ำสุด รอยเท้า OS เสียงเมื่อเทียบกับการกำหนดค่าอื่น ๆ เราเชื่อว่าไม่มีความหมายของการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเป็นเพราะเครื่องชั่งน้ำหนักขนาดค่อนข้างเล็ก; ฮาร์ดแวร์ Exascale เกรดคาดว่าจะประกอบด้วยซีพียูอื่น ๆ อีกมากมายต่อโหนดและการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานจะได้รับการขยายในกรณีที่ อีกประการหนึ่งการค้นพบที่น่าสนใจคือการกำจัดของความแปรปรวนในเวลาการทำงานของ แม้ว่าเวลาทำงานเฉลี่ยไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญแปรปรวนหายไปเกือบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แก่นเส้นด้ายใน Linux คล้ายกับกระบวนการของผู้ใช้ แต่พวกเขาทำงานในโหมดเคอร์เนล ซึ่งหมายความว่าพวกเขามีการวางแผนนโยบายและลำดับความสำคัญด้วย เมื่อเราเปลี่ยนการกำหนดนโยบายของ fwq มาตรฐานจาก Linux ก็เริ่มต้นจัดตารางเวลาการจัดตารางเวลางานอย่างสมบูรณ์แบบเรียลไทม์กับความเป็นไปได้มากที่สุด เราพบว่า สำหรับการปรับปรุงสถานะกระทู้ไม่เคยกำหนดลำดับความสำคัญของพวกเขาเนื่องจากการลดลง ดังนั้น การเอาค่าระหว่าง 30-35us ในรูปที่ 3 ถ้าโปรแกรมประยุกต์ใช้ลำดับความสำคัญสูงกว่าระดับวิกฤตเมล็ดไม่ด้าย มันอาจเป็นไปได้ที่จะบรรลุความสอดคล้องในระดับ OS เสียงนาฬิกาติ๊กโปรไฟล์ด้วยงานปักหมุดและปิดตารางเวลาโหลดสมดุล . อย่างไรก็ตาม แม้จะมีนโยบาย fwq เรียลไทม์ , มาตรฐานให้ผลลัพธ์เดียวกัน จัดตารางเวลา เวลาไม่เพียงพอที่จะลดเสียงรอยเท้าของระบบปฏิบัติการเรายังรันรหัสทางวิทยาศาสตร์ และได้รับความนิยมสูงในเครื่องเดียวกันมาตรฐาน 24 หลัก และพบว่ามีเพียงเล็กน้อย ( น้อยกว่า 0.5% ) สามารถเพิ่มสมรรถนะให้กับ ถูกที่สุด เมื่อเทียบกับการตั้งค่าเสียงรอยเท้า OS อื่น ๆ เราเชื่อว่า ความสำคัญของสมรรถนะจากเครื่องชั่งขนาดเล็ก ฮาร์ดแวร์ เกรด exascale คาดว่ามีอีกหลายซีพียูต่อโหนดและมีประสิทธิภาพก็จะขยายในคดีนั้น อีก การหาที่น่าสนใจคือการขจัดความแปรปรวนในรอบของการใช้งาน โดยรอบไม่ได้เปลี่ยนแปลง แปรปรวนหายไปเกือบ