Berechnung der Leistungsminderung von Zentralprozessoren Durch Speicherkonflikte mit Autonom Ablaufenden E/A-Vorgängen

Kurzfassung

Die Leistung des Zentral Prozessors, in Form der ausgeführten Maschinenbefehle pro Zeiteinheit, ist ein wichtiger Aspekt bei der Bewertung einer Rechenanlage. Dazu muss der Prozessor im Zusamnenhang mit seiner “Umgebung”, nämlich dem E/A-Prozessor und dem Zentral Speicher, der aus dem Hauptspeicher und einem schnellen Pufferspeicher (Cache) bestehen kann, gesehen werden. Wegen der Realzeitbedingungen, die bei E/A-Geräten eingehalten werden müssen, wird der E/A-Prozessor bei gleichzeitigem Zugriff zum Hauptspeicher bevorzugt bedient. Auf diese Weise wird die maximale Leistung des Zentral Prozessors herabgesetzt.

Dieser Sachverhalt wurde mit Hilfe von Simulation und analytischen Lösungsansätzen untersucht, um die Leistungsminderung quantitativ zu erfassen. Als brauchbare analytische Methode erwies sich schliesslich ein Verfahren, bei dem Einzelfallbetrachtungen der sich am Hauptspeicher ergebenden Belegungsprofile angestellt wurden. Dieses Verfahren, das mit Hilfe eines Rechners leicht durchgeführt werden kann, gestattet zudem die Ănderung anderer zeitkritischer Parameter (z.B. die Ănderung des Befehlssatzes des Zentral Prozessors), so dass es als Werkzeug für den Entwicklungsingenieur geeignet ist.