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2009 | OriginalPaper | Buchkapitel

NB-FEB: A Universal Scalable Easy-to-Use Synchronization Primitive for Manycore Architectures

verfasst von : Phuong Hoai Ha, Philippas Tsigas, Otto J. Anshus

Erschienen in: Principles of Distributed Systems

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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This paper addresses the problem of universal synchronization primitives that can support

scalable

thread synchronization for large-scale manycore architectures. The universal synchronization primitives that have been deployed widely in conventional architectures, are the

compare-and-swap

(CAS) and

load-linked/store-conditional

(LL/SC) primitives. However, such synchronization primitives are expected to reach their scalability limits in the evolution to manycore architectures with thousands of cores.

We introduce a

non-blocking

full/empty bit primitive, or NB-FEB for short, as a promising synchronization primitive for parallel programming on manycore architectures. We show that the NB-FEB primitive is

universal, scalable, feasible

and

easy to use

. NB-FEB, together with registers, can solve the consensus problem for an arbitrary number of processes (

universality

). NB-FEB is

combinable

, namely its memory requests to the same memory location can be combined into only one memory request, which consequently makes NB-FEB scalable (

scalability

). Since NB-FEB is a variant of the original full/empty bit that always returns a value instead of waiting for a conditional flag, it is as feasible as the original full/empty bit, which has been implemented in many computer systems (

feasibility

). We construct, on top of NB-FEB, a non-blocking software transactional memory system called NBFEB-STM, which can be used as an abstraction to handle concurrent threads

easily

. NBFEB-STM is space efficient: the space complexity of each object updated by

N

concurrent threads/transactions is

${\it \Theta}(N)$

, which is optimal.

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Metadaten
Titel
NB-FEB: A Universal Scalable Easy-to-Use Synchronization Primitive for Manycore Architectures
verfasst von
Phuong Hoai Ha
Philippas Tsigas
Otto J. Anshus
Copyright-Jahr
2009
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-10877-8_16

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