Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mariano, Artur Miguel Matos
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/28068
Resumo: Dissertação de mestrado em Engenharia de Informática
id RCAP_5294eda39d7667d857d9706b4b143ed5
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/28068
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms681.3Dissertação de mestrado em Engenharia de InformáticaCurrent computational platforms have become continuously more and more heterogeneous and parallel over the last years, as a consequence of incorporating accelerators whose architectures are parallel and different from the CPU. As a result, several frameworks were developed to aid to program these platforms mainly targeting better productivity ratios. In this context, GAMA framework is being developed by the research group involved in this work, targeting both regular and irregular algorithms to efficiently run in heterogeneous platforms. Scheduling is a key issue of GAMA-like frameworks. The state of the art solutions of scheduling on heterogeneous platforms are efficient for regular applications but lack adequate mechanisms for irregular ones. The scheduling of irregular applications is particularly complex due to the unpredictability and the differences on the execution time of their composing computational tasks. This dissertation work comprises the design and validation of a dynamic scheduler’s model and implementation, to simultaneously address regular and irregular algorithms. The devised scheduling mechanism is validated within the GAMA framework, when running relevant scientific algorithms, which include the SAXPY, the Fast Fourier Transform and two n-Body solvers. The proposed mechanism is validated regarding its efficiency in finding good scheduling decisions and the efficiency and scalability of GAMA, when using it. The results show that the model of the devised dynamic scheduler is capable of working in heterogeneous systems with high efficiency and finding good scheduling decisions in the general tested cases. It achieves not only the scheduling decision that represents the real capacity of the devices in the platform, but also enables GAMA to achieve more than 100% of efficiency as defined in [3], when running a relevant scientific irregular algorithm. Under the designed scheduling model, GAMA was also able to beat CPU and GPU efficient libraries of SAXPY, an important scientific algorithm. It was also proved GAMA’s scalability under the devised dynamic scheduler, which properly leveraged the platform computational resources, in trials with one central quad-core CPU-chip and two GPU accelerators.As plataformas computacionais actuais tornaram-se cada vez mais heterogéneas e paralelas nos últimos anos, como consequência de integrarem aceleradores cujas arquitecturas são paralelas e distintas do CPU. Como resultado, várias frameworks foram desenvolvidas para programar estas plataformas, com o objectivo de aumentar os níveis de produtividade de programação. Neste sentido, a framework GAMA está a ser desenvolvida pelo grupo de investigação envolvido nesta tese, tendo como objectivo correr eficientemente algoritmos regulares e irregulares em plataformas heterogéneas. Um aspecto chave no contexto de frameworks congéneres ao GAMA é o escalonamento. As soluções que compõem o estado da arte de escalonamento em plataformas heterogéneas são eficientes para aplicaçóes regulares, mas ineficientes para aplicações irregulares. O escalonamento destas é particularmente complexo devido à imprevisibilidade e ás diferenças no tempo de computação das tarefas computacionais que as compõem. Esta dissertação propõe o design e validação de um modelo de escalonamento e respectiva implementação, que endereça tanto aplicações regulares como irregulares. O mecanismo de escalonamento desenvolvido é validado na framework GAMA, executando algoritmos científicos relevantes, que incluem a SAXPY, a Transformada Rápida de Fourier e dois algoritmos de resolução do problema n-Corpos. O mecanismo proposto é validado quanto à sua eficiência em encontrar boas decisões de escalonamento e quanto à eficiência e escalabilidade do GAMA, quando fazendo uso do mesmo. Os resultados obtidos mostram que o modelo de escalonamento proposto é capaz de executar em plataformas heterogéneas com alto grau de eficiência, uma vez que encontra boas decisões de escalonamento na generalidade dos casos testados. Além de atingir a decisão de escalonamento que melhor representa o real poder computacional dos dispositivos na plataforma, também permite ao GAMA atingir mais de 100% de eficiência tal como definida em [3], executando um importante algoritmo científico irregular. Integrando o modelo de escalonamento desenvolvido, o GAMA superou ainda bibliotecas eficientes para CPU e GPU na execução do SAXPY, um importante algoritmo científico. Foi também provada a escalabilidade do GAMA sob o modelo desenvolvido, que aproveitou da melhor forma os recursos computacionais disponíveis, em testes para um CPU-chip de 4 núcleos e dois GPUs.Proença, Alberto JoséBarbosa, João Carlos Garcia da CunhaUniversidade do MinhoMariano, Artur Miguel Matos2012-09-212012-09-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/28068enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T11:56:27Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/28068Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:46:02.757537Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
title Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
spellingShingle Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
Mariano, Artur Miguel Matos
681.3
title_short Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
title_full Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
title_fullStr Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
title_full_unstemmed Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
title_sort Scheduling (ir)regular applications on heterogeneous platforms
author Mariano, Artur Miguel Matos
author_facet Mariano, Artur Miguel Matos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Proença, Alberto José
Barbosa, João Carlos Garcia da Cunha
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Mariano, Artur Miguel Matos
dc.subject.por.fl_str_mv 681.3
topic 681.3
description Dissertação de mestrado em Engenharia de Informática
publishDate 2012
dc.date.none.fl_str_mv 2012-09-21
2012-09-21T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/28068
url http://hdl.handle.net/1822/28068
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132215203856385

Registros relacionados