Desempenho de Aplicativos em
Computadores 32/64 bits
Rodrigo Almeida dos Santos
Arquitetura dos Computadores
Mestrado em Computação – UFCG
[email protected]
Agenda
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Análise de Arquiteturas 32/64 bits
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Necessidades Gerais de tecnologias 64 bits
Aplicações que necessitam de 64 bits
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Windows ruma para 64 bits
Análise de Performance
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Evolução IA-32 (x86)
Arquitetura Itanium 2 (IA-64)
Windows Server 2003
Processamento de Heuristica
Resultados
Bibliografia
Arquitetura dos Computadores
::Análise de Arquiteturas 32/64 bits::
::Evolução IA-32::
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(1978) A família da arquitetura IA-32 foi precedida
pelos processadores de 16 bits (ex: 8086)
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Possui 14 registradores de 16 bits;
16 bits de barramento de dados;
Barramento de endereços de 20 bits (consegue endereçar
1Mb posições de memória)
Arquitetura dividida em duas unidades: Execution Unit e
Business Interface Unit ;
Introdução de segmentação na arquitetura IA-32.
Arquitetura dos Computadores
::Análise de Arquiteturas 32/64 bits::
::Evolução IA-32 ::
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(1982) Intel 286:
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Processador de 16 bits;
Utilizava palavras de 16 bits;
Permitia o uso de um coprocessador aritmético, o
80287;
Modos de operação “Real” e “Protegido”
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No modo protegido incorporava funções avançadas
como acessar 16MB de memoria RAM, multitarefa e
memória virtual em disco
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::Análise de Arquiteturas 32/64 bits::
::Evolução IA-32 ::
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(1985) Intel 386:
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Utilizava palavras de 32 bits;
Capaz de acessar até 4 gigabytes de RAM
O processador também prevê um “modo virtual
8086” que permite executar aplicações
desenvolvidas para processadores 8086;
Paginação, com tamanho de página fixo de 4KB
provendo método para gerenciamento de
memória virtual;
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::Evolução IA-32 ::
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(1989) Intel 486:
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Acréscimo de um cache interno (L1) de 8KB e
coprocessador aritmético interno;
Versões de 25Mhz, 33Mhz e 40Mhz;
Recurso da multiplicação de clock: Processador
trabalha à uma velocidade maior que a
velocidade da placa mãe;
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::Evolução IA-32 ::
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(1993) Intel Pentium:
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Introdução de um segundo pipeline de execução
(duas instruções por clock) – Dois processadores
de 32 bits;
Memória cache L1 com 16KB;
Acesso a memória com palavras de 64 bits;
(1995 - 1999) A família de processadores P6
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::Análise de Arquiteturas 32/64 bits::
::Evolução::
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Arquitetura dos Computadores
::Análise de Arquiteturas 32/64 bits::
::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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Inicialmente chamado de Merced, em seu
lançamento a Intel adotou o nome Itanium;
Suporte a paralelismo explícito em hardware.
Inserção da filosofia VLIW
Técnica Prediction: Executa dois ou mais
caminhos de um branch, até o momento em
que um de 64 registradores de 1 bit
associados com cada branch indique que o
caminho é falso.
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::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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Formato das Instruções:
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São empacotadas em grupos de 3 em uma
palavra de 128 bits (x86: 8 a 128 bits);
O paralelismo é determinado pelo compilador e
indicado explicitamente na própria palavra de
instruções.
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::Análise de Arquiteturas 32/64 bits::
::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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Há grande necessidade de uma boa sinergia
com o compilador para otimizar
características do IA-64, tais como branch
hints, paralelismo explícito, operações de
pilha, rotação de registradores, especulação
de dados/controle e memory hints.
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::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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128 registradores inteiros, 128 registradores de
ponto flutuante, 64 registradores de predicados, 8
registradores de branchs;
Capaz de atingir até 6 gigaflops;
Até 4MB de cache L3;
Capacidade de endereçamento de 16GB;
A execução de operações pelas ULAs é realizada
em um único ciclo de clock. A pré-busca e busca de
instruções é capaz de carregar até 6 instruções por
ciclo de máquina. O despacho das possíveis 6
instruções é feita para 9 portas.
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::Arquitetura Itanium 2 (IA-64) ::
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Arquitetura dos Computadores
Necessidades Gerais de tecnologias 64 bits
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Alto Desempenho;
Grande uso de memória física e virtual;
Tratamento de arquivos de grande extensão.
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Aplicações que necessitam de 64 bits
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Aplicações de criação de conteúdo digital
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Grande número de usuários concorrentes
–
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Data warehouse, ERP ...
Grande espaço de endereçamento
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Video streaming em tempo real;
Modelagens científicas ...
Aplicações com múltiplas instâncias
Arquitetura dos Computadores
Aplicações que necessitam de 64 bits
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Jogos
Alta precisão em matemática de ponto
flutuante
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Análise financeira;
...
Arquitetura dos Computadores
Aplicações que necessitam de 64 bits
Windows Ruma para 64 bits
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Windows XP Professional X64:
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–
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CPUs de 64 bits;
O RC1 Suporta 32GB de RAM, e 16 Terabytes de
memória virtual;
Traz a versão 32 bits do Media Player;
Ausência do subsistema de 16 bits que capacita
execução de aplicativos DOS;
Ausência de protocolos de rede legados
(AppleTalk e NetBEUI)
Arquitetura dos Computadores
Análise de Performance
Windows Server 2003

Utilizado na plataforma IA-64:
–
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Chega a valores de 700 mil TPM;
Windows Server + Itanium
HP ProLiant ML370 G4 Model HPS,
2-way SMP, Intel XEON (3.6 GHz)
2)HP ProLiant DL585, 4-way SMP, AMD
Opteron processor Model 852
(2.6 GHz),
1)
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Análise de Performance
Windows Server 2003
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Arquitetura dos Computadores
Análise de Performance
Processamento de Heurística




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Utilizada uma heurística de menor caminho;
Análise de 200 iterações;
Tabela representativa 50x500;
Análise para processamento de números
inteiros.
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Análise de Performance
Processamento de Heurística


Utilizada as máquinas da HP, através de seu site
http://testdrive.hp.com;
Máquinas escolhidas:
–
spe141.testdrive.hp.com:

–
spe147.testdrive.hp.com:

–
SuSE enterprise Server 9, Integrity rx 1620, Itanium II 1.6 GHz
spe190.testdrive.hp.com:

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HP Tru64 UNIX 5.1B, AlphaServer ES45, 4EV68 1GHz
spe187.testdrive.hp.com:

–
Red Hat Ent Linux ES 4.0, ProLiant ML530, Pentium III 1 GHz
SuSE enterprise Server 9, ProLiant DL145, AMD Opteron 2.2
GHz
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Resultados
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Arquitetura dos Computadores
Resultados
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Arquitetura dos Computadores
Conclusão
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Os computadores de 64 bits vêm trazer um acréscimo de
desempenho;

O QUE JÁ EXISTE E O QUE ESTÁ PREVISTO NA ÁREA DA
COMPUTAÇÃO DE 64 BITS
• CPUs desktop AMD Athlon 64: setembro de 2003
• Windows XP Professional X64 Edition: primeiro semestre de
2005
• Intel X64 Pentium 4: fevereiro de 2005
• Segunda geração de CPU de notebook de 64 bits,
denominada Turion, da AMD: primeiro semestre de 2005
• Longhorn X64: 2006
Arquitetura dos Computadores
Bibliografia

Ricardo Zenelovsky e Alexandre Mendonça, Arquitetura de
64 bits da Intel (IA-64) , acessado em
http://www.clubedohardware.com.br/artigos/375 em
11/05/2005

Sérgio Bampi, Arquitetura IA-64 (EPIC) ,
acessado em
http://www.inf.ufrgs.br/procpar/disc/inf1191/tr
abs/992/IA64/ia64.html em 15/05/2005
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Arquitetura dos Computadores
Bibliografia

PCWORLD OnLine – “Windows XP ruma para os 64
achado em
http://pcworld.uol.com.br/AdPortalV3/adCms
TesteShow.aspx?Documento=8205687
TestDrive HP –
http://www.testdrive.hp.com
bits”

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Arquitetura dos Computadores
Bibliografia
IA-32 Architecture – Software
Developer’s Manual Volume 1: Basic
Architecture, Intel Corporation;
 64 bit Computing com Windows server
2003, achado em

http://www.microsoft.com/windowsserversyst
em/64bit/bulletin.mspx
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