Technische Universität Braunschweig
  • Studium & Lehre
    • Vor dem Studium
      • Informationen für Studieninteressierte
      • Studiengänge von A-Z
      • Bewerbung
      • Fit4TU - Self-Assessment
      • Beratungsangebote für Studieninteressierte
      • Warum Braunschweig?
    • Im Studium
      • Erstsemester-Hub
      • Semestertermine
      • Lehrveranstaltungen
      • Studien-ABC
      • Studienorganisation
      • Beratungsnavi
      • Zusatzqualifikationen
      • Finanzierung und Kosten
      • Besondere Studienbedingungen
      • Gesundheit & Wohlbefinden
      • Campusleben
    • Nach dem Studium
      • Exmatrikulation und Vorlegalisation
      • Nach dem Abschluss
      • Alumni*ae
    • Strategien und Qualitätsmanagement
      • Strategiepapiere für Studium und Lehre
      • Studienqualitätsmittel
      • Studiengangsentwicklung
      • Qualitätsmanagement
      • Systemakkreditierung
      • Rechtliche Grundlagen
      • TU Lehrpreis
    • Für Lehrende
      • Informationen für Lehrende
      • Konzepte
      • Lernmanagementsystem Stud.IP
    • Kontakt
      • Studienservice-Center
      • Sag's uns - in Studium und Lehre
      • Zentrale Studienberatung
      • Immatrikulationsamt
      • Abteilung 16 - Studium und Lehre
      • Career Service
      • Projekthaus
  • Forschung
    • Forschungsprofil
      • Forschungsschwerpunkte
      • Exzellenzcluster der TU Braunschweig
      • Forschungsprojekte
      • Forschungszentren
      • Forschungsprofile der Professuren
    • Frühe Karrierephase
      • Förderung in den frühen Phasen der wissenschaftlichen Karriere
      • Promotion
      • Postdocs
      • Nachwuchsgruppenleitung
      • Junior Professur und Tenure-Track
      • Habilitation
      • Service-Angebote für Wissenschaftler*innen
    • Forschungsdaten & Transparenz
      • Transparenz in der Forschung
      • Forschungsdaten
      • Open Access Strategie
      • Digitale Forschungsanzeige
    • Forschungsförderung
      • Netzwerk Forschungsförderung
      • Datenbanken und Stiftungen
    • Kontakt
      • Forschungsservice
      • Graduiertenakademie
  • International
    • Internationale Studierende
      • Warum Braunschweig?
      • Studium mit Abschluss
      • Austauschstudium
      • TU Braunschweig Summer School
      • Geflüchtete
      • International Student Support
    • Wege ins Ausland
      • Studium im Ausland
      • Praktikum im Ausland
      • Lehren und Forschen im Ausland
      • Arbeiten im Ausland
    • Internationale Forschende
      • Welcome Support
      • Promotionsstudium
      • Service für gastgebende Einrichtungen
    • Sprachen und interkulturelle Kompetenzvermittlung
      • Deutsch lernen
      • Fremdsprachen lernen
      • Interkulturelle Kompetenzvermittlung
    • Internationales Profil
      • Internationalisierung
      • Internationale Kooperationen
      • Strategische Partnerschaften
      • Internationale Netzwerke
    • International House
      • Wir über uns
      • Kontakt & Sprechstunden
      • Aktuelles und Termine
      • International Days
      • 5. Studentische Konferenz: Internationalisierung der Hochschulen
      • Newsletter, Podcast & Videos
      • Stellenausschreibungen
  • Die TU Braunschweig
    • Unser Profil
      • Ziele & Werte
      • Ordnungen und Leitlinien
      • Allianzen & Partner
      • Hochschulentwicklung 2030
      • Stiftungsuniversität
      • Internationale Strategie
      • Fakten & Zahlen
      • Unsere Geschichte
    • Karriere
      • Arbeiten an der TU
      • Stellenmarkt
      • Berufsausbildung an der TU
    • Wirtschaft & Unternehmen
      • Unternehmensgründung
      • Freunde & Förderer
    • Öffentlichkeit
      • Veranstaltungskalender
      • Check-in für Schüler*innen
      • Hochschulinformationstag (HIT)
      • Kinder-Uni
      • Das Studierendenhaus
      • Gasthörer*innen & Senior*innenstudium
      • Nutzung der Universitätsbibliothek
    • Presse & Kommunikation
      • Stabsstelle Presse und Kommunikation
      • Medienservice
      • Ansprechpartner*innen
      • Tipps für Wissenschaftler*innen
      • Themen und Stories
    • Kontakt
      • Allgemeiner Kontakt
      • Anreise
      • Für Hinweisgeber
  • Struktur
    • Leitung & Verwaltung
      • Das Präsidium
      • Stabsstellen
      • Verwaltung
      • Organe, Statusgruppen und Kommissionen
    • Fakultäten
      • Carl-Friedrich-Gauß-Fakultät
      • Fakultät für Lebenswissenschaften
      • Fakultät Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften
      • Fakultät für Maschinenbau
      • Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik, Physik
      • Fakultät für Geistes- und Erziehungswissenschaften
    • Institute
      • Institute von A-Z
    • Einrichtungen
      • Universitätsbibliothek
      • Gauß-IT-Zentrum
      • Zentrale Personalentwicklung
      • International House
      • Projekthaus
      • Transferservice
      • Hochschulsportzentrum
      • Einrichtungen von A-Z
    • Studierendenschaft
      • Studierendenparlament
      • Fachschaften
      • Studentische Wahlen
    • Lehrer*innenbildung
      • Lehrer*innenfortbildung
      • Forschung
    • Chancengleichheit
      • Gleichstellung
      • Familie
      • Diversität
    • Kontakt
      • Personensuche
  • Suche
  • Schnellzugriff
    • Personensuche
    • Webmail
    • cloud.TU Braunschweig
    • Messenger
    • Mensa
    • TUconnect (Studierendenportal)
    • Lehrveranstaltungen
    • Im Notfall
    • Stud.IP
    • UB Katalog
    • Status GITZ-Dienste
    • Störungsmeldung GB3
    • IT Dienste
    • Informationsportal (Beschäftigte)
    • Beratungsnavi
    • Linksammlung
    • DE
    • EN
    • IBR YouTube
    • Facebook
    • Instagram
    • YouTube
    • LinkedIn
    • Mastodon
Menü
  • Struktur
  • Fakultäten
  • Carl-Friedrich-Gauß-Fakultät
  • Institute
  • Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund
Logo IBR
IBR Login
  • Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund
    • News
    • Wir über uns
      • Gesamtes Team
      • Anreise
      • Raumplan
      • Projekte
      • Veröffentlichungen
      • Software
      • News Archiv
    • Connected and Mobile Systems
      • Team
      • Lehrveranstaltungen
      • Abschlussarbeiten
      • Projekte
      • Veröffentlichungen
      • Software
      • Datensätze
    • Verlässliche Systemsoftware
      • Übersicht
      • Team
      • Lehre
      • Arbeiten & Jobs
      • Forschung
      • Publikationen
    • Algorithmik
      • Team
      • Lehrveranstaltungen
      • Abschlussarbeiten
      • Projekte
      • Veröffentlichungen
    • Mikroprozessorlabor
    • Studium
      • Wintersemester 2025/2026
      • Sommersemester 2025
      • Abschlussarbeiten
    • Service
      • Bibliothek
      • Mailinglisten
      • Webmail
      • Knowledgebase
      • Wiki
      • Account Management
      • Service-Status
    • Spin-Offs
      • Docoloc
      • bliq (formerly AIPARK)
      • Confidential Technologies
    • Forschungsverbünde
      • IST.hub

Improving Benchmark Accuracy by Randomizing Binary Code Alignment

BetreuerNiklas Gollenstede
Projekt
IBR GruppeVSS (Prof. Dietrich)
ArtBachelorarbeit
Statusvorläufig

Problem

In many cases, memory layout is decided more by happenstance than by the developer or well-targeted compiler optimizations. Yet research has shown that the memory layout of a program can have a significant impact on its performance. Therefore, while developers would generally attribute reproducible performance differences after source code changes to the difference in the implementation, it may well be that different code sizes happen to cause changes to the memory layout that happen to make the program faster or slower.

Background

The impact of memory layout on performance comes from the complexity of modern CPU and memory architectures, and especially the multi-layered caching and other optimizations like branch prediction that they perform. If a loop is executed 1000 times, it may make a significant difference whether it is aligned to fit into one cache block or not. Our current programming abstractions, models and languages, however, do not mean for the developer to express explicit decisions about memory layout. Additionally, many of the effects are hardware dependent -- what is faster on one CPU may be slower on another.

Tasks

In a first step, this thesis will try to evaluate the true impact of different kinds of memory layout changes. First by adding small snippets of local code, and second by adding a function and adding additional object files to a project. Additionally, changes in the stack layout (e.g., a fixed offset) should be simulated. Using these modifications, impact on large performance critical software, e.g. python or database software, will be evaluated.

The second goal is to build an automated performance measurement suite that can execute source-available software benchmarks independently of any specific memory layout that was constructed arbitrarily by the build process. It should achieve this by repeatedly randomly applying the aforementioned modifications to the software and averaging the results. The suite will need to be evaluated for its efficiency (overhead over the baseline) and effectiveness (how well it normalizes performance). For this, several versions of the same software, presumably with code changes that happen to produce different layouts, will be compared to the randomized variants on average (efficiency) and in the amplitude of their performance progression (effectiveness). It may make sense to also evaluate on different architectures (old x86, new x86, ARM): When normalized, the performance progressions of different software versions should follow each other more closely across the architectures.

Related / Prior Work

  • Producing Wrong Data Without Doing Anything Obviously Wrong!: Description of the problem and draft of a solution
  • STABILIZER: Statistically Sound Performance Evaluation: Run-time randomization (too complex), but good analysis
    • Fist part of "Performance Matters" by Emery Berger: Talk about STABLIZER
  • Work on binary optimizers (esp. BOLT (Facebook) and Propeller (Google))

aktualisiert am 13.10.2025, 15:00 von System Account vss-deploy

Für alle

Stellen der TU Braunschweig
Jobbörse des Career Service
Merchandising
Sponsoring- & Spendenleistungen
Drittmittelgeförderte Forschungsprojekte
Vertrauenspersonen für Hinweisgeber

Für Studierende

Semestertermine
Lehrveranstaltungen
Studiengänge von A-Z
Informationen für Erstsemester
TUCard

Interne Tools

Status GITZ-Dienste
Handbuch für TYPO3 (Intern)
Corporate Design-Toolbox (Intern)
Glossar (DE-EN)
Meine Daten ändern
Hochschulöffentliche Bekanntmachungen

Kontakt

Technische Universität Braunschweig
Universitätsplatz 2
38106 Braunschweig
Postfach: 38092 Braunschweig
Telefon: +49 (0) 531 391-0

Anreise

© Technische Universität Braunschweig
Impressum Datenschutz Barrierefreiheit