Dissertação

Virtualization of shared library calls for multi platform computation EVALUATED

A aceleração transparente de aplicações em sistemas heterogéneos pode ser realizada através da intercepção automática de chamadas a bibliotecas partilhadas, e através da eficiente orquestração da execução em todos os dispositivos de processamento disponíveis. Para explorar totalmente o poder de computação disponível, as chamas interceptadas têm de ser substituídas por implementações aceleradas das mesmas, juntamente com a incorporação de algoritmos inteligentes de escalonamento. Quando comparada com abordagens anteriores, a framework aqui apresentada não só intercepta e redirecciona chamadas de bibliotecas de forma transparente, como também incorpora novos algoritmos de escalonamento, tanto para aplicações divisíveis como indivisíveis. Para aplicações indivisíveis, foi criada e aplicada uma política de melhor performance, resultando na escolha do melhor acelerador disponível. Por outro lado, se divisível, a carga computacional é particionada e colaborativamente computada por todos os aceleradores disponíveis, de forma a atingir balanceamento de carga. Para testar a framework, foram aceleradas diferentes operações matemáticas de elevados requisitos computacionais, nomeadamente multiplicação de matrizes, transformadas rápidas de Fourier e decomposição LU. Para aplicar o modelo divisível, foram desenvolvidos novos algoritmos de particionamento para cada operação. Quando comparado com implementações altamente optimizadas para CPUs de multi-núcleo (ex., MKL e FFTW), os resultados experimentais obtidos demonstram que através da aplicação apropriada de escalonamento leve e mecanismos de balanceamento de carga, num sistema com- posto por duas unidades de processamento gráfico e um processador de quatro núcleos, é possível obter acelerações (speed-up) até 18.2 (multiplicação de matrizes), 14.9 (transformada rápida de Fourier) e 4.8 (decomposição LU).
Sistemas Heterogéneos, Programação de GPUs, CUDA, Políticas de Escalonamento, Aceleradores

Novembro 12, 2013, 9:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

CO-ORIENTADOR

Pedro Filipe Zeferino Tomás

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Ricardo Jorge Fernandes Chaves

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Auxiliar