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aufgaben/blatt05/blatt05.md

-Title: Blatt 5
+Title: Blatt 4
 status: hidden
 
-# Multicore Architekturen / Cache Coherency (**DRAFT**)
+# Parallelrechnerarchitekturen 2
+
+Führen Sie vor dem Bearbeiten des Blattes wieder ein *git pull* durch.
+
+## Aufgabe 2: Superlinearer Speedup (*Abgabe war verschoben von Blatt 04*)
+
+Auf der englischen Wikipedia unter wird folgende Aussage zum Thema 
+[superlinearer Speedup](https://en.wikipedia.org/wiki/Speedup#Super-linear_speedup)  bei
+Parallelrechnerarchitekturen gemacht:
+
+> Sometimes a speedup of more than $A$ when using $A$ processors is observed 
+> in parallel computing, which is called ''super-linear speedup''. Super-linear 
+> speedup rarely happens and often confuses beginners, who believe the t
+> heoretical maximum speedup should be $A$ when $A$ processors are used.
+
+Da Sie ja nicht zu den genannten "`Anfängern"' gehören  stiftet bei Ihnen
+das Auftreten von superlinearem Speedup keine Verwirrung, so dass
+Ihnen die folgenden Aufgaben auch keine Probleme bereiten dürften.
+
+Schreiben Sie ein Benchmark-Programm, das ein von Ihnen definiertes
+Problem löst und das bei  paralleler Bearbeitung auf einer gem5 Konfiguration mit mehreren Kernen einen superlinearen Speedup zeigt.
+
+### Fragen 
+
+-  Beschreiben Sie mindestens eine Ursache für das Zustandekommen von
+   superlinearem Speedup bei der Verwendung eines Parallelrechners zur Lösung
+   eines Problems.
+
+- Erstellen sie wie in Aufgabe 1 ein Schaubild das den Verlauf des Speedups bei 
+  einer schrittweisen Erhöhung der Anzahl der Rechenkerne zeigt.  Wo tritt superlinearer Speedup auf?
+
+### Tips 
+
+- Wenn Sie versuchen einen superlinearen Speedup durch Cacheeffekte zu erzielen
+  kann es hilfreich sein den Speicher sehr langsam zu machen. Dazu können  
+  Sie den DDR-RAM in der Beispielkonfiguration durch ein SimpleMemory ersetzen 
+  und die Parameter latency und bandwidth setzen. 
+
+
+
+### Abgabe
+  
+1.  der Quellcode des Programms und die verwendete gem5 konfiguration      
+2.  die Antworten auf die Fragen  
+
+
+
+
+
 

aufgaben/blatt05/neon_convert.c

+#include <arm_neon.h>
+
+#define SIZE 512
+
+void reference_convert (uint8_t * __restrict dest, uint8_t * __restrict src, int n){
+  int i;
+  for (i=0; i<n; i++){
+    int r = *src++; // load red
+    int g = *src++; // load green
+    int b = *src++; // load blue 
+
+    // build weighted average:
+    int y = (r*77)+(g*151)+(b*28);
+
+    // undo the scale by 256 and write to memory:
+    *dest++ = (y>>8);
+  }
+}
+
+void neon_convert (uint8_t * __restrict dest, uint8_t * __restrict src, int n){
+  int i;
+  uint8x8_t rfac = vdup_n_u8 (77);
+  uint8x8_t gfac = vdup_n_u8 (151);
+  uint8x8_t bfac = vdup_n_u8 (28);
+  n/= 8;
+
+  for (i=0; i<n; i++) {
+    uint16x8_t  temp;
+    uint8x8x3_t rgb  = vld3_u8 (src);
+    uint8x8_t result;
+
+    temp = vmull_u8 (rgb.val[0],      rfac);
+    temp = vmlal_u8 (temp,rgb.val[1], gfac);
+    temp = vmlal_u8 (temp,rgb.val[2], bfac);
+
+    result = vshrn_n_u16 (temp, 8);
+    vst1_u8 (dest, result);
+    src  += 8*3;
+    dest += 8;
+  }
+}
+
+uint8_t src[SIZE*SIZE*3];
+uint8_t dest[SIZE*SIZE];
+
+int main(int argc, char **argv){
+  
+  if(argc == 1){
+     neon_convert(dest, src, SIZE*SIZE);
+  }
+  else if(argc == 2 && strcmp(argv[1], "-r") == 0){
+     reference_convert(dest, src, SIZE*SIZE);
+  }
+}