OSDI2010专题–确定的并行性（Deterministic Parallelism）
作者 陈怀临 | 2010-11-21 18:13 | 类型 研发动态, 行业动感 | 5条用户评论 »
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【陈怀临注：在现代OS，特别是多核OS的情况下，并行性的研究是最重要的部分之一。工业界的应用通常都比较naive或者simple–通过最简单的利用系统，从而remove任何系统资源（CPU，Mem，Interconnect）利用的非确定性。这种usage的最大缺点是导致了基于芯片的Bare Mental环境的产生和使用，从而导致了大量的3rd party app应用的无法及时apply。。。在今年的OSDI2010上，有三篇不错的文章关于Deterministic Parallelism。其中来自Yale大学的Efficient System-Enforced Deterministic Parallism更是获得了OSDI2010的Best Paper！！！。其中第3篇，来自哥伦比亚大学的文章是来自Junfeng Yang。弯曲评论的海外学人曾经介绍过这个来自清华大学，后毕业于西海岸斯坦福大学的青年才俊。。。不错，这次的OSDI2010的高调出场，基本上是Tenure到手了。恭喜，小杨！】 Deterministic Process Groups in dOS Awarded Jay Lepreau Best Paper! Stable Deterministic Multithreading through Schedule Memoization | |
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雁过留声
“OSDI2010专题–确定的并行性（Deterministic Parallelism）”有5个回复
OSDI’10的Deterministic Parallelism这一topic是对近10年来计算机体系结构中对shared memory系统中deterministic replay问题研究的延续。
在共享存储系统环境下（shared memory, SMP, ccNUMA），多线程程序中如果存在data race，则其执行是非确定性的。例如：
int A = 0; // initial value, global var
thread 1 thread 2
A = 1; R1 = A; // load R1, A
A = 2;
对于以上code snip，thread 2在运行时具体读取到A的什么值取决于运行时”R1 = A”和”A = 1″及”A = 2″间的相互次序（ordering）。同一程序的不同执行由于运行时访存读写操>作竞争次序不同，可能会导致执行的逻辑结果不同，所以共享存储并行程序（以下简称并行程序）的执行是不确定的（存在data race的情况下）。不确定性导致程序的调试十分不
便，因为错误的场景在re-excution时有可能得不到重现。
针对以上问题，研究人员对shared memory replay作了研究，研究工作的发展脉络如下：
在处理器中用硬件逻辑记录memory race，重新执行时按照记录的信息重放。代表性工作有：
FDR，RTR，Strata, Rerun, Delorean，LReplay。这些工作力求通过记录尽量少的memory race信息达到确定性重放的效果。其中LReplay是中科院计算所龙芯组的工作。
在多核处理器硬件结构级支持确定性。代表工作是DMP。我认为DMP是一个很不错的idea。笼统的说，DMP可以达到如下效果，只要程序的外部输入不变（外设IO、系统调用），即使线程间存在data race，该程序在DMP上运行也是确定的。DMP的做法是在硬件结构级对各线程的访存操作进行定序，在概念上是反向的TLS（Thread Level Speculation）。DMP的具体做法较为复杂，涉及Transactional memory, cache coherence等背景知识。
操作系统、虚拟机级支持确定性。在LReplay发表后，硬件结构支持replay的研究基本上走到了尽头。DMP为replay开辟了一个新的研究方向。但是DMP本身机制十分复杂，很难在实
际的处理器中应用。但是DMP的思想是有效的，所以，关于共享存储程序确定性的研究已转移到软件领域。并且，可能只有软件的确定性方案最终能真正被实际应用。
好给力的回复!!
你现在还弄这个?
DMP虽然能实现确定执行，但是是通过把本质上不确定(intrinsically non-determinism)强制为确定执行(deterministic execution)。因此表面看必定会影响性能，深层看违反了程序的本性。可能对特定一些程序没什么影响，但作为一个基础架构来应用不好说。
这个领域有些group还是比较浮躁的，研究整体上都追求短平快，能出paper就是大爷。有些group试图做基础性问题，但paper方面肯定会暂时不得意。没辙，trade-off嘛。
看客在说我吗,你觉得luis这小虫怎么样,是不是特别给力
不错。“工业界的应用通常都比较naive或者simple–通过最简单的利用系统，从而remove任何系统资源（CPU，Mem，Interconnect）利用的非确定性。这种usage的最大缺点是导致了基于芯片的Bare Mental环境的产生和使用，从而导致了大量的3rd party app应用的无法及时apply。。。”这一句话好迷糊。