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1、嵌入式系统梁阿磊 . * 教学计划 概述 Embedded System: Definition 体系结构 RISC、SoC、Bus TP复杂性：涉及数据库组织结构、决策计算 等; TPC-W: Web Server - oriented测试报告之内容 被测对象：Machine之描述 测试者：BenchMark清单（及结果） 测试“工具”：Compiler, OS ? without Compiler, BMs cannot run-up Machine. Because BM is C sources性能测试作弊方法 问：作弊目的是什么？ 不言而喻，“名誉”（最终的是好的还是坏的） 结论：看
2、“分数”的人是傻瓜（那么老师呢？） 问：作弊方法大全？ 针对考题（硬方法） 欺骗考官（软方法） 问：有所作为 好的OS：如TPC性能强依赖OS之性能 好的编译器：传达“命令”给Ma的缰绳(Ma=Machine) 巧设编译开关：给编译器吃“药”Baseline Performance 问：什么是“baseline performance”? SEPC组织规定 限定编译器和编译开关Source of BenchMark 问：是否允许修改代码或手工生成代码 ？（4种情况） 不允许（难道学生可以修改考卷） 允许但代码编写者（出题者）却不愿意（如在TPC 测试中，一般采用商业数据库Oracle或MS S
3、QL Server做Benchmark。虽然她们也希望在测试中表现 “流畅”，但却不愿意为特别用户（如intel）定制试 题）； 允许（从多份考卷中选一种）：被认为是一种优化 方法（如EEMBC之中），只要你能完成指定功能； 允许手工编写汇编代码（如EEMBC）：能够生成小 kernel（指测试程序），在ES之中效果显著；其它问题 问：“生产成本”算不算性能？ 问：“使用成本”算不算性能？ 如功耗 但是，嵌入式系统很关心这些“性能 ”性能比较和结论 最有说服力的结论 来自最终用户的使用效果 基于BenchMark测试的结论 存在分歧：问题的理解方式不同 测试程序 实验环境 “faster”之定
4、义 问：看图说，哪个最快？ 问：什么是“faster”之定义？ Mixture of programs? (不是一个程序说了算) Weighted Mean? ( mean=sum(Wi*Ti) )一个分歧的例子Computer ABC Program P1 (secs)11020Program P2100010020Total100111040SPEC之做法 问：SPEC之做法有什么特别的吗？ 参考点：一个基准机器（SPARCstation） Normalization Result Mean (both AM and GM)新的结果Normalized to ANormalized to
5、BNormalized to CABCABCABCProgram P11.010200.11.020.050.51.0P21.00.10.02101.00.25051.0AM1.05.0510.05.051.01.1252.751.0GM1.01.00.631.01.00.631.581.581.0Total time1.00.110.049.11.00.36252.751.0新体会（有关下结论的方法 ） AM方法依赖于“谁是Reference机器” （1）以A为基准时，A比B快5倍，C最慢 （2）以B为基准时，B竟然比A快5倍，且C 最快？！ （1）和（2）矛盾！（Ref.点不同） GM方法
6、不依赖于Reference之选取 一个经验 参加SPEC测试（或之类的测试方法） GM比AM之结果更公正（如果）常见的错误观点参考：CA-AQA Hennessy&Patterson, 计算机体系结构（量 化分析方法），机械工业出版社常见的错误观点（1） （数学思维）问题：相同指令集结 构（ISA）的两台机器（A和B），A 的绝对性能可以从B的测试结果以及 A/B的时钟频率获得？ Perf (A) /freqA= Perf (B) /freqB 答：错。常见的错误观点（2） （经验主义）问题：久经考验的Bench- mark才是值得信赖的（担心：新设计出 来的不一定能很好地反映系统性能）。 错
7、。你担心“新东西”的不合理是有道理的，但过分 相信“老东西”却是不对的。存在时间太久的 benchmark会被CRACK的！（有人在Compiler方面 做手脚） 曾经，针对matrix300，采用Blocking编译优化技术 （提高cache的时间本地特性），IBM PowerStation 性能提高了9倍！常见的错误观点（3） （人定胜天）问题：能用汇编写代 码（而不是C这样的高级语言），肯 定会获得好的性能结果（厂家有时 会给测试单位暗地里塞discount吗？ ） 不要盲目相信。程序员不一定比Compiler更 聪明。常见的错误观点（4） （一叶遮天）问题：“Peak Performa
8、nce” 高，意味着机器整体性能也会高些 错。 Peak性能的定义：一个机器可能表现的性能水平的 最高点。 在Supercomputer之中，Peak性能与Observed性能之 间的差距往往达到10:1。（换句话说，Peak性能不 代表什么） （如同你的外快收入和你的生活质量的关系）常见的错误观点（5） （领导作风掌握真理）问题： 搞系 统和结构设计的人都知道“Amdahl Law”即抓住“关键点”，提高其性 能，则整体系统会显著提高 有时候，你理论上或经验上认为的关键点， 并不一定是“关键点”。必须经过测试，以确 定是否是真正的“关键点”。 （实践是检验真理的唯一标准）常见的错误观点（6）
9、 （作者在1990年的CA第一版中也曾信奉 过的一个问题） （弄巧成拙）问题：通过特定设计一些 程序（称Synthetic Benchmark）预测真实 程序（Real Program）之性能 不可盲目相信。 （1）真实程序的结构是无法用synthetic方法完全描 述的； （2）Compiler能够很容易优化一个synthetic代码， 但碰到真实代码时却无能为力。 （3）你相信你能可以营造出一个复杂、繁忙的运 算活动吗？X=SQRT(EXP(X) vs. X=EXP（X/2）常见的错误观点（7） （追求指标）问题：不要和我解释这么 多，告诉我数字，最后的指标是多少（ 如: MIPS=mil
10、lion instr. per second）？ MIPS = (intr. count)/(exe.time)=clock/CPI 那么 （1）MIPS取决于指令集（或体系结构） （2）同样的机器上，不同的程序MIPS不同 如：浮点运算的CPI高，整数运算的CPI低 （3）更重要的是，MIPS可能与性能成反比 如：“软件浮点运算”之MIPS却比“硬件浮点”的高RET小结：讲了许多性能有关的概念，与嵌 入式系统有关的是什么？ EEMBC、性能定义的扩展、以及一般性 的系统设计和优化时观点。第二阶段 基础知识复习 （ARCH & OS）RET（返回ROOT）第三阶段李善平教材： 嵌入式系统的工程知识RET（返回ROOT）
