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Dissertação

Automated cross-architecture CARM modeling and application profiling EVALUATED

Detalhes: Nos últimos anos, os sistemas HPC tornaram-se cada vez mais complexos e heterogêneos, tornando o desenvolvimento e a otimização de aplicações um desafio. Nesse contexto, modelos de desempenho intuitivos como o Cache-aware Roofline Model (CARM) oferecem orientações eficazes ao fornecer pistas sobre os fatores que limitam a capacidade da aplicação de alcançar o desempenho máximo do sistema. Atualmente, o panorama das ferramentas para CARM cobre ferramentas específicas de fornecedores (Intel Advisor), outras não suficientemente desenvolvidas (ARM) ou simplesmente inexistentes (AMD, RISC-V). O principal objetivo deste trabalho é expandir suporte do CARM para todas as principais arquiteturas de CPU, ou seja, x86 (Intel, AMD), ARM e RISC-V, desenvolvendo microbenchmarks especificamente adaptados para cobrir todo o espectro de desempenho de CPUs, desde as unidades computacionais a todos os níveis de hierarquia de memória. Além disso, este trabalho integra a análise de aplicações dentro do contexto do CARM utilizando contadores de desempenho e instrumentação binária dinâmica. Este trabalho envolve também a ferramenta SuperTwin, desenvolvida pelo projeto Sparcity da UE, que perfila e simula sistemas HPC complexos em tempo real. O SuperTwin possibilita a geração de um modelo CARM em tempo real para um sistema específico, implementado pela integração dos microbenchmarks CARM desenvolvidos. Este trabalho inclui também uma visão abrangente de várias arquiteturas de CPU e ferramentas de desempenho de última geração, juntamente com a integração do painel CARM em tempo real na ferramenta SuperTwin. Os resultados experimentais desta estratégia de CARM automatizado mostram um desvio de menos de 1% nos máximos arquitetônicos teóricos.
Keywords: Cache Aware Roofline Model, Instrumentação Binária Dinâmica, SuperTwin, Computação de Alto Desempenho

Discussão: junho 25, 2024, 15:30