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다중프로세서 UNIX 커널의 병목현상 분석 = Bottleneck Analysis of a Multiprocessor UNIX Kernel
저자
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1993
작성언어
Korean
KDC
028
등재정보
KCI우수등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
1439-1449(11쪽)
제공처
본 논문은 공유 메모리 다중프로세서 구조를 가진 컴퓨터 시스템의 다중프로세서 UNIX 커널에 대한 성능 측정 내용을 기술하고 있다. 성능 측정에는 다양한 종류의 마이크로(micro)및 마크로(macro) 벤치마크 프로그램들이 프로세서의 갯수별로 수행되었으며, 각각에 대한 경과 시간과 함께 커널의 lock 경쟁에 대한 자료가 수집되었다. 이 자료의 분석을 통하여 커널의 run queue와 buffer free list의 spin lock에 대한 경쟁률이 매우 높음을 발견하였으며 (6개의 CPU에 대하여 각각 52%와 37%), 따라서 운영체제의 프로세스 스케쥴링 기능과 버퍼 관리 기능에 병목현상이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 연구에서는 인터럽트 처리 루틴들이 경쟁률이 높은 이 두 lock들에 대하여 spinning함으로써 크게 지연되고 있음을 발견하였다. 한편, 여섯개의 프로세서들로 이루어진 다중 프로세서상에서의 벤치마크 수행에 대한 커널 프로화일링의 결과는 전체 수행 시간(CPU time)의 약 22%가 이 두 spin lock의 획득을 위해 소요되고 있음을 보여줌으로써, 두 lock에 대한 경쟁으로 인한 시스템 성능의 저하가 얼마나 심각한지를 보여주고 있다. 결론적으로, 본 연구는 위의 두 lock에 대한 경쟁의 해소가 시스템의 성능과 확장성을 크게 향상시킬 수 있음을 보였다.
더보기This paper presents the performance measurements of a UNIX kernel for a shared-memory multiprocessor. As a methodology, we adopt micro and macro benchmarking for the varying numbers of processors and present the results in terms of the total execution times and lock contention rates.
The analysis of performance measurements shows that the contention rates for the run queue lock and the buffer free list lock are very high (52% and 37% for 6 CPUs, respectively). This indicates that the process scheduling routine and the buffer free list management routine are the major bottlenecks of the multiprocessor operating system we analyzed. The results also show that the interrupt processing is severely delayed due to the spinning on the aforementioned locks. As a result, the performance of the multiprocessor system is severely crippled by the contention for the above locks (about 22% of the total CPU time is spent for the spinning on the above two locks). This paper concludes that the elimination of contention on the two locks will greatly improve the performance and scalability of the system.
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