Design of Efficient TLB-based Data Classification Mechanisms in Chip Multiprocessors

Most of the data referenced by sequential and parallel applications running in current chip multiprocessors are referenced by a single thread, i.e., private. Recent proposals leverage this observation to improve many aspects of chip multiprocessors, such as reducing coherence overhead or the access latency to distributed caches. The effectiveness of those proposals depends to a large extent on the amount of detected private data. However, the mechanisms proposed so far either do not consider either thread migration or the private use of data within different application phases, or do entail high overhead. As a result, a considerable amount of private data is not detected. In order to increase the detection of private data, this thesis proposes a TLB-based mechanism that is able to account for both thread migration and private application phases with low overhead. Classification status in the proposed TLB-based classification mechanisms is determined by the presence of the page translation stored in other core's TLBs. The classification schemes are analyzed in multilevel TLB hierarchies, for systems with both private and distributed shared last-level TLBs. This thesis introduces a page classification approach based on inspecting other core's TLBs upon every TLB miss. In particular, the proposed classification approach is based on exchange and count of tokens. Token counting on TLBs is a natural and efficient way for classifying memory pages. It does not require the use of complex and undesirable persistent requests or arbitration, since when two ormore TLBs race for accessing a page, tokens are appropriately distributed classifying the page as shared. However, TLB-based ability to classify private pages is strongly dependent on TLB size, as it relies on the presence of a page translation in the system TLBs. To overcome that, different TLB usage predictors (UP) have been proposed, which allow a page classification unaffected by TLB size. Specifically, this thesis introduces a predictor that obtains system-wide page usage information by either employing a shared last-level TLB structure (SUP) or cooperative TLBs working together (CUP).La mayor parte de los datos referenciados por aplicaciones paralelas y secuenciales que se ejecutan enCMPs actuales son referenciadas por un único hilo, es decir, son privados. Recientemente, algunas propuestas aprovechan esta observación para mejorar muchos aspectos de los CMPs, como por ejemplo reducir el sobrecoste de la coherencia o la latencia de los accesos a cachés distribuidas. La efectividad de estas propuestas depende en gran medida de la cantidad de datos que son considerados privados. Sin embargo, los mecanismos propuestos hasta la fecha no consideran la migración de hilos de ejecución ni las fases de una aplicación. Por tanto, una cantidad considerable de datos privados no se detecta apropiadamente. Con el fin de aumentar la detección de datos privados, proponemos un mecanismo basado en las TLBs, capaz de reclasificar los datos a privado, y que detecta la migración de los hilos de ejecución sin añadir complejidad al sistema. Los mecanismos de clasificación en las TLBs se han analizado en estructuras de varios niveles, incluyendo TLBs privadas y con un último nivel de TLB compartido y distribuido. Esta tesis también presenta un mecanismo de clasificación de páginas basado en la inspección de las TLBs de otros núcleos tras cada fallo de TLB. De forma particular, el mecanismo propuesto se basa en el intercambio y el cuenteo de tokens (testigos). Contar tokens en las TLBs supone una forma natural y eficiente para la clasificación de páginas de memoria. Además, evita el uso de solicitudes persistentes o arbitraje alguno, ya que si dos o más TLBs compiten para acceder a una página, los tokens se distribuyen apropiadamente y la clasifican como compartida. Sin embargo, la habilidad de los mecanismos basados en TLB para clasificar páginas privadas depende del tamaño de las TLBs. La clasificación basada en las TLBs se basa en la presencia de una traducción en las TLBs del sistema. Para evitarlo, se han propuesto diversos predictores de uso en las TLBs (UP), los cuales permiten una clasificación independiente del tamaño de las TLBs. En concreto, esta tesis presenta un sistema mediante el que se obtiene información de uso de página a nivel de sistema con la ayuda de un nivel de TLB compartida (SUP) o mediante TLBs cooperando juntas (CUP).La major part de les dades referenciades per aplicacions paral·leles i seqüencials que s'executen en CMPs actuals són referenciades per un sol fil, és a dir, són privades. Recentment, algunes propostes aprofiten aquesta observació per a millorar molts aspectes dels CMPs, com és reduir el sobrecost de la coherència o la latència d'accés a memòries cau distribuïdes. L'efectivitat d'aquestes propostes depen en gran mesura de la quantitat de dades detectades com a privades. No obstant això, els mecanismes proposats fins a la data no consideren la migració de fils d'execució ni les fases d'una aplicació. Per tant, una quantitat considerable de dades privades no es detecta apropiadament. A fi d'augmentar la detecció de dades privades, aquesta tesi proposa un mecanisme basat en les TLBs, capaç de reclassificar les dades com a privades, i que detecta la migració dels fils d'execució sense afegir complexitat al sistema. Els mecanismes de classificació en les TLBs s'han analitzat en estructures de diversos nivells, incloent-hi sistemes amb TLBs d'últimnivell compartides i distribuïdes. Aquesta tesi presenta un mecanisme de classificació de pàgines basat en inspeccionar les TLBs d'altres nuclis després de cada fallada de TLB. Concretament, el mecanisme proposat es basa en l'intercanvi i el compte de tokens. Comptar tokens en les TLBs suposa una forma natural i eficient per a la classificació de pàgines de memòria. A més, evita l'ús de sol·licituds persistents o arbitratge, ja que si dues o més TLBs competeixen per a accedir a una pàgina, els tokens es distribueixen apropiadament i la classifiquen com a compartida. No obstant això, l'habilitat dels mecanismes basats en TLB per a classificar pàgines privades depenen de la grandària de les TLBs. La classificació basada en les TLBs resta en la presència d'una traducció en les TLBs del sistema. Per a evitar-ho, s'han proposat diversos predictors d'ús en les TLBs (UP), els quals permeten una classificació independent de la grandària de les TLBs. Específicament, aquesta tesi introdueix un predictor que obté informació d'ús de la pàgina a escala de sistema mitjançant un nivell de TLB compartida (SUP) or mitjançant TLBs cooperant juntes (CUP).Esteve García, A. (2017). Design of Efficient TLB-based Data Classification Mechanisms in Chip Multiprocessors [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86136TESI

Analysis of opportunities for cache coherence in heterogeneous embedded systems

[ES] En el contexto de los sistemas empotrados heterogéneos surgen nuevas necesidades y retos. Este trabajo se va a centrar en la coherencia de éstos sistemas para analizar la posibilidad de aplicar técnicas que se ajusten mejor a dichas necesidades. Previo al análisis se presentará en qué consiste y qué soluciones se proponen actualmente para el problema de la coherencia.[EN] New challenges arise in the context of embedded heterogeneous systems. This work is focused on the coherence of those systems in order to analyze the posibility of applying techniques that best cope with such challenges. Prior to that, we will offer an explanation of what the coherency problem is and what the currently proposed solutions to that problem are.Esteve García, A. (2012). Analysis of opportunities for cache coherence in heterogeneous embedded systems. http://hdl.handle.net/10251/29846Archivo delegad

Migración, ocupación y matrimonio : una aproximación a las relaciones de género de las parejas mixtas en España

En este artículo se analiza la condición de doble ingreso de las parejas como una mane¬ra de observar las relaciones de género en el caso particular de las uniones mixtas en el contexto de la creciente presencia de inmigrantes internacionales en España. Para ello se ha considerado simultáneamente la posición de esos hombres y mujeres inmigrantes en los mercados laboral y matrimonial. Con datos de la Encuesta de Población Activa de España para el segundo trimestre de 2007, se analizan la homogamia conyugal y las situaciones ocupacionales de los cónyuges. Las parejas se clasifican distinguiendo si ambos cónyuges están empleados o sólo uno de ellos lo está. Se aplican métodos de análisis multivariado para determinar la probabilidad de los diferentes tipos de uniones de tener uno o doble ingreso. Se realizan análisis diferenciados según la región de origen de los cónyuges inmigrantes (latinoamericanos, europeos occidentales, europeos orientales y magrebíes). En un contexto de aumento de los matrimonios mixtos y de expansión del modelo de doble ingreso en las parejas, los principales resultados revelan que en las uniones mixtas es más frecuente que los cónyuges sean mayores, y que hay una elevada heterogamia educativa; muestran asimismo que la probabilidad de un doble ingreso depende del origen de los cónyuges. Es decir, que las uniones mixtas son más o menos igualitarias en términos de género (dependiendo del sexo y el origen del cónyuge) que las uniones que los españoles están formando en la actualidad.This article analyzes the condition of dual earner couples as a means of observing gender relations in the specific case of mixed unions within the context of the growing presence of international immigrants in Spain. To this end, the authors have simultaneously considered the position of these immigrant men and women in the labor and marriage markets. Using data from the Survey on the Active Population in Spain for the second quarter of 2007, they analyze conjugal homogamy and the occupational status of the spouses. Couples are classified according to whether both spouses are employed or only one. Multivariate methods of analysis are used to determine the probability that the different types of unions will have a single or double income. Differentiated analyses are undertaken according to the region of origin of the immigrant spouses (Latin Americans, West Europeans, East Europeans and Maghrebis). In a context of an increasing number of mixed marriages and the expansion of the double income model in couples, the main results show that in mixed unions, spouses are likely to be older and that there is a wide range of educational attainment. The likelihood of a double income also depends on the origin of the spouses. In other words, mixed unions are more or less equal in terms of gender (in terms of the spouse's sex and origin) to the unions currently being formed by Spaniards

Comparative Perspectives on Marriages and International Migration, 1970-2000 : findings from IPUMS-International Census Microdata Samples

Marriage has not been, historically, a major reason for people to migrate across borders. Instead, most people migrate for economic reasons in search of land, a better job, or more opportunity. In recent decades, there has been increased international migration for family reasons to reunite with emigrant kin, to seek refuge from violence, to escape famine and natural disaster or simply to retire to a sunny paradise. Historically, if marriage was the reason to migrate, most unions would have occurred between migrants of the same nativity, strengthening family ties and reinforcing trans-national networks between countries of origin and destination. As we have seen in some migrant communities in Europe and America, often international migrants favor marriage with individuals from their country of origin. This is a common pattern of first and second generation Moroccans and Turks in Western Europe (Cottrell 1973; Cretser 1999; Lievens 1999; Glowsky 2007; Niedomysl et al. 2010), as it was a century ago with Italians, Greeks and many other ethnicities in the United States (McCaa 1993; McCaa et al. 2005

Marriage market polarization in the time of college educational expansion

Marriage market polarization in the time of college educational expansion Are societies becoming more polarized between college-educated and non-college-educated people? Is the force of homogamy generating more egalitarian unions at the cost of more polarized societies? In this paper, we examine patterns of assortative mating to investigate the extent to which the force of homogamy (the propensity to marry within the same educational group), the expansion of college education and the gender gap in education are contributing to polarization in the marriage market between college- and non-college-educated populations worldwide. To this end, we assembled census and survey microdata from 120 countries and 408 samples from 1960 to 2011 that represent 98% of the world's population. We developed a simple yet effective decomposition model that neatly assesses the impact of these three forces on couples' education distribution and the corresponding polarization levels. The results show that the force of homogamy and the gender gap in education have played a very limited role in determining the levels of marriage market polarization between college-educated and non-college-educated populations. These levels, which are increasing worldwide, are rather mechanically driven by the share of the population with a college education, which continues to expand in most societies. The feared scenarios predicting the shrinkage and gradual disappearance of mixed couples in favor of compartmentalized partitions between college-educated couples and below-college-educated ones are not occurring.Les societats estan polaritzant-se entre les persones amb formació universitària i les que no tenen estudis universitaris? La força de l'homogàmia genera unions més igualitàries a costa de societats més polaritzades? En aquest treball examinem els patrons d'aparellament assortiu per investigar fins a quin punt la força de l'homogàmia (la propensió a casar-se dins del mateix grup educatiu), l'expansió de l'educació universitària i la bretxa de gènere en l'educació contribueixen a la polarització del mercat matrimonial entre poblacions universitàries i no universitàries. Per a això, vam reunir microdades de censos i enquestes de 120 països i 408 mostres de 1960 a 2011 que representen el 98% de la població mundial. Hem desenvolupat un model de descomposició senzill però eficaç que avalua adequadament l'impacte d'aquestes tres forces en la distribució educativa de les parelles i els nivells de polarització corresponents. Els resultats mostren que la força de l'homogàmia i la bretxa de gènere en l'educació han tingut un paper molt limitat a l'hora de determinar els nivells de polarització del mercat matrimonial entre poblacions educades en universitat i no universitàries. Aquests nivells, que creixen a nivell mundial, es veuen impulsats mecànicament per la proporció de la població amb una formació universitària, que continua expandint-se en la majoria de les societats. No es produeixen els temuts escenaris que preveuen la contracció i la desaparició gradual de parelles mixtes en favor de particions compartimentades entre parelles educades a la universitat i les que no tinguin formació universitària.¿Están las sociedades cada vez más polarizadas entre personas con educación universitaria y personas sin educación universitaria? ¿La fuerza de la homogamia está generando uniones más igualitarias a costa de sociedades más polarizadas? En este artículo, examinamos los patrones de apareamiento selectivo para investigar hasta qué punto la fuerza de la homogamia (la propensión a casarse dentro del mismo grupo educativo), la expansión de la educación universitaria y la brecha de género en la educación están contribuyendo a la polarización en el mercado matrimonio entre las poblaciones con educación universitaria y no universitaria en todo el mundo. Con este fin, reunimos microdatos de censos y encuestas de 120 países y 408 muestras de 1960 a 2011 que representan el 98% de la población mundial. Desarrollamos un modelo de descomposición simple pero efectivo que evalúa cuidadosamente el impacto de estas tres fuerzas en la distribución de la educación de las parejas y los niveles de polarización correspondientes. Los resultados muestran que la fuerza de la homogamia y la brecha de género en la educación han desempeñado un papel muy limitado en la determinación de los niveles de polarización del mercado matrimonial entre las poblaciones con educación universitaria y sin educación universitaria. Estos niveles, que están aumentando en todo el mundo, están impulsados más bien mecánicamente por la proporción de la población con educación universitaria, que continúa expandiéndose en la mayoría de las sociedades. Los temidos escenarios que predicen la contracción y la desaparición gradual de las parejas mixtas a favor de particiones compartimentadas entre parejas con educación universitaria y parejas con educación inferior a la universidad no se están produciendo

Decomposing patterns of college marital sorting in 118 countries : structural constraints versus assortative mating

Two broad forces shape the patterns of marital sorting by education: structural constraints and assortative mating. However, we lack specific and comparative quantification of the extent of these two forces. In this paper, we measure the specific contributions of (i) assortative mating, (ii) the level of college education and (iii) the gender gap in education on marital sorting patterns and the corresponding polarization levels between college and non-college educated couples. Unlike previous studies, we adopt a large- cross-national approach including 118 countries and more than 258 observations spanning from 1960 up to 2011. Methodologically, we develop counterfactual modelling techniques to compare observed patterns of marital sorting with expected patterns derived from alternative structural and assortative mating conditions. Our findings indicate that changes in college marital sorting and increases in polarization between college- and non-college-educated populations are overwhelmingly driven by structural constraints, namely the expansion of college education. Instead, educational assortative mating plays a limited role - accounting only for 5% of the observed changes in marriage market polarization

Spousal and parental roles among female student populations in 55 low-and middle-income countries

This paper exploits a vast database of international census and survey microdata to examine the relationship between school enrolment on the one hand and the status of being in a union or a parent on the other among female adolescents and young adults in low-and middle-income countries. Our analysis is based on widespread evidence for 55 countries among 15 to 24 year-old females. High shares of student population are strongly correlated with low shares in spousal and parental roles between countries. We show that this relationship is driven by the fact that students are less likely to be in spousal and parental roles compared to non-students. Nevertheless, as we compare older ages, the share of students reported as spouses and/or mothers increases. The prevalence of spousal and parental roles among the student population is correlated to the overall levels of spouses and mothers in the total population, even when controlling for the level of school currently attained

Migration, employment and marriage : analyzing gender relation in intermarriage, in Spain

Una versió preliminar d'aquest treball va ser presentat a l'European Population Conference: "Migration and Migrants in Europe"(Sessió 32). Organitzat per l'European Association for Population Studies (EAPS); Centre d'Estudis Demogràfics. Barcelona, del 9 al 12 de juliol de 2008.In this article, we have analysed employment arrangements between spouses as a way to approach gender relations in the particular case of mixed unions and, in the particular Spanish context of increasing presence of international immigrants, increasing intermarriage and wide spreading of dual-earner model of partnerships. The partnerships formed by foreign-born partners in Spain, either marriages or consensual unions, tell us much about their opportunities in both the labour and the marriage market as well as the arrangements and roles settled within the couples. Using data from 2007 Spanish Labour Force Survey, which allows a much updated analysis, multivariate regression, is applied to analyse the likelihood of different types of unions to be dual or single earner. Results have shown how the likelihood of being dualearner depends on the birthplace of the partners and report that to foreign-born women, being in union with a Spaniard or a foreign-born does make a difference in her position within the couple and her likelihood to be employed.En aquest article s'analitzen les relacions de gènere, en les parelles mixtes, a partir de la situació d'ocupació dels dos cònjuges, en el context espanyol. Context espanyol que es caracteritza per l'augment de la immigració estrangera i dels matrimonis entre espanyols i estrangers, així com per la difusió del model de parella igualitària. Les parelles formades per immigrants a Espanya, ja siguin matrimonis o unions consensuals, ens parlen de les oportunitats que aquests han pogut trobar tant en el mercat laboral com en el matrimonial i de les formes d'organització i de distribució de rols dels cònjuges. Emprant dades molt recents de l'Enquesta de Població Activa 2007, hem dut a terme una anàlisi mitjançant un model de regressió multivariable, de la propensió a formar parelles on ambdós cònjuges estiguin ocupats. Els resultats mostren que aquesta propensió varia significativament segons sigui la combinació d'orígens dels cònjuges i prova, especialment, que per a les dones immigrants, la seva propensió de treballar quan el seu marit també ho fa, canvia segons si aquest és o no espanyol.En este artículo abordamos el análisis de las relaciones de género en las parejas mixtas, a partir de la situación de ocupación de los dos cónyuges, en el contexto español. Éste se caracteriza por el aumento de la inmigración extranjera y de los matrimonios entre españoles y extranjeros, así como por la difusión del modelo de pareja igualitaria. Las parejas formadas por inmigrantes en España, ya sean matrimonios o uniones consensuales, nos hablan de las oportunidades que éstos han podido encontrar tanto en el mercado laboral como en el matrimonial y de las formas de organización y de distribución de roles de los cónyuges. Usando datos muy recientes de la Encuesta de Población Activa de 2007 hemos llevado a cabo un análisis mediante un modelo de regresión multivariable de la propensión a formar parejas dónde ambos cónyuges estén empleados. Los resultados muestran que esta propensión varía significativamente según sea la combinación de orígenes de los cónyuges y prueba, especialmente, que para las mujeres inmigrantes, su propensión de trabajar cuando su marido también lo hace, cambia según si el marido es o no español

Educational expansion and early marriage in India : time and regional trends

El treball fou presentat, en format pòster, a la Population Association of America-PAA 2010 Annual Meeting. Dallas (EUA), del 15 al 17 d'abril de 2010.In India, the prevalence of adolescent marriages has been declining modestly over the last decades. Moreover, with regards to education, the country has made considerable progress towards universal literacy and raising schooling participation. Thus, in this article we aim to examine to what extent educational expansion explains the delay in the age at first marriage. Firstly, we will document social, regional, and time trends of Indian marriage prevalence at younger ages between 1983 and 2004. Secondly, a multilevel analysis will be conducted so as to investigate demographic trends at two levels of disaggregation: regional and individual. Thus, the universality of the changes that have been taking place as well as the relationship between the educational expansion and the delay in the age at first marriage will be illustrated. The analysis is based on Labour force survey microdata for India (1983, 1987, 1993, 1999 and 2004) made available by the Integrated Public Use of Microdata Series International Project (IPUMSi). Consistent with previous studies, there is no sign of a retreat from marriage over time, although a delay in the age at first marriage is noted. Among women, we observe a steady and spatially homogenous decline in the proportion of ever married at younger ages (15-19) over time. Among men, the decline is less pronounced and concentrated at the age group 20-24. In general, educational expansion does seem to explain a great deal of the marriage postponement taking place in India.A l'Índia, la prevalença de matrimonis adolescents ha disminuït lleugerament en les últimes dècades. D'altra banda i, pel que fa a l'educació, el país ha fet progressos considerables en la consecució de l'alfabetització universal i en l'augment de l'assistència de nens i nenes a l'escola. A l'article s'examina en quina mesura l'expansió educativa explica el retard a l'edat de la primera unió. Per això: 1) documentem les pautes socials, regionals, i temporals de la prevalença del matrimoni en aquest país, a edats joves, entre 1983 i 2004; 2) es du a terme un anàlisi multinivell amb la finalitat d'investigar les tendències demogràfiques en dos nivells de desagregació: regional i individual. Il·lustrem així la universalitat dels canvis que han tingut lloc, juntament amb la relació entre l'expansió de l'educació i el retard en l'edat a la primera unió. L'anàlisi es basa en les microdades de l'Enquesta sobre la Força Laboral per a l'Índia (1983, 1987, 1993, 1999 i 2004) posats a disposició pel Integrated Public Use of Microdata Series International Project (IPUMSi). D'acord amb estudis anteriors, no hi ha senyals que indiquin la disminució del matrimoni com a institució social, encara que el que sí que s'observa és un retard en l'edat a la primera unió. Entre les dones, es nota una disminució constant i homogènia i, especialment en la proporció d'alguna vegada casades a edats més joves (15-19). Entre els homes, la caiguda és menys pronunciada i es concentra en el grup d'edat 20-24. En general, l'expansió educativa sembla explicar gran part de la postergació a l'edat al matrimoni a l'Índia.En India, la prevalencia de matrimonios adolescentes ha disminuido ligeramente en las últimas décadas. Por otra parte, en lo que respecta a la educación, el país ha hecho progresos considerables hacia la alfabetización universal. En este artículo nos proponemos examinar en qué medida la expansión educativa explica el retraso en la edad a la primera unión. Por ello: 1) documentamos las pautas sociales, regionales, y temporales de la prevalencia del matrimonio indio a edades más jóvenes, entre 1983 y 2004; 2) se realiza un análisis multinivel para investigar las tendencias demográficas en dos niveles de desagregación: regional e individual. Ilustramos así la universalidad de los cambios que han tenido lugar y la relación entre la expansión educativa y el retraso en la edad a la primera unión. El análisis se basa en los microdatos de la encuesta sobre la Fuerza Laboral para India (1983, 1987, 1993, 1999 y 2004), puestos a disposición por el Integrated Public Use of Microdata Series International Project (IPUMSi). De acuerdo con estudios anteriores, no hay señales que indiquen una disminución del matrimonio como institución social, aunque sí se observa un retraso en la edad a la primera unión. Entre las mujeres, se nota una disminución constante y homogénea espacialmente en la proporción de alguna vez casadas a edades más jóvenes (15-19). Entre los hombres, la caída es menos pronunciada y se concentra en el grupo de edad 20-24. En general, la expansión educativa parece explicar gran parte de la postergación en la edad al matrimonio en India

Redes inalámbricas de sensores : sistema integral de monitorización de estructuras metálicas

Esteve García, A.; Escamilla López, JV. (2010). Redes inalámbricas de sensores : sistema integral de monitorización de estructuras metálicas. http://hdl.handle.net/10251/10182.Archivo delegad