Automatic tuning of runtime parameters for mpi collective and point-to-point communication
Mpı kolektif ve noktadan noktaya iletişim için çalışma zamanı parametrelerinin otomatik ayarı
- Tez No: 959489
- Danışmanlar: PROF. DR. MİCHAEL GERNDT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Technische Universität München
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği ve Enformatik Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Seri hesaplamanın sınırlarına ulaşıldığında, paralellik daha fazla hesaplama gücü elde etmenin en umut verici, belki de tek yolu olarak ortaya çıkmaktadır. Paralel bir hesaplamada, paralel mimariler tarafından sağlanan hesaplama gücünden maksimum derecede faydalanmada iletişim verimliliği belirgin bir faktördür. Paralel mimarilerin ve uygulamaların çeşitliliği, her bir mimari için her bir uygulamanın ayarlanmasını daha iyi iletişim performansı sağlamak için gerektirmektedir. Uygulamaya özel ayarlamalar, mimarilerin, uygulamaların ve kütüphanelerin karmaşıklığından dolayı önemli bir çaba gerektirir veya sıradan bir kullanıcının becerilerinin ötesinde olabilir. Bu durum, karmaşıklıkla başa çıkmanın ve kullanıcı çabasını en aza indirmenin bir yolu olarak otomatik ayarlama araçlarını öne çıkarmaktadır. Bu çalışmanın amacı, MPI-3.0 standardında tanıtılan MPI Araçları Arayüzü tarafından sağlanan ayar fırsatlarını keşfederek, MPICH2 kütüphanesine dayalı MPI programlarının iletişimini otomatik olarak ayarlamaktır. İletişim verimliliği, çalışma zamanı davranışını özelleştirerek artırılmıştır. MPICH2 değiştirilmiş ve çalışma zamanı kararları parametrize edilmiştir. İntra/Internode eager'dan rendezvous protokol eşiklerine, intranode eager tampon boyutlarına ve bazı toplu işlemler için algoritma seçimlerine kadar MPI çalışma zamanı iletişim parametreleri tanıtılmıştır. Bu parametreler MPIT değişkenleri olarak tanımlanmış ve etkin çevrimiçi arama sürecimizin anahtarı olan dinamik manipülasyona olanak sağlamak için MPIT arayüzü üzerinden kullanıma sunulmuştur. Otomatik ayarlama eklentisi MPIT-Custom, bu parametreler üzerinde çevrimiçi arama stratejisine dayalı olarak arama yapar; bu, bu çalışmanın en ayırt edici unsurlarından biri olarak düşünülebilir. Eklenti, optimal parametre değerlerini, uygulamanın iletişim trafiğine göre oluşturulan bir süreç eşleme önerisi ile birlikte sunar. Çalışma zamanı iletişim parametrelerinin ayarlanmasından dikkat çekici sonuçlar elde edilmiştir. LU ve FT NAS paralel benchmarklarının iletişim performansları bazı durumlarda %20-%250 oranında artırılmıştır. Ayrıca, çalışma zamanı parametrelerinin optimal değerlerinin hem uygulamaya hem de mimariye bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, uygulama ayarlaması, faz kavramından ve MPIT arayüzünden yararlanarak çok verimli bir şekilde yapılmıştır. MPIT'in, taşınabilir, etkili analiz ve ayarlama, bizim durumumuzda olduğu gibi çevrimiçi ve bölgeye özgü ayarlama gibi birçok fırsat sunduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Having reached to the limits of serial computing, parallelism emerges as the most promising or maybe the only way to acquire more computing power. In a parallel computation, communication efficiency is a preeminent factor when maximizing the utilization of the computing power provided by parallel architectures. The variety of parallel architectures and applications necessitate the tuning of each application for each architecture to achieve better communication performance. Application specific tuning either requires a considerable effort or even out of the capabilities of a regular user due to the complexity of architectures, applications and libraries. This fact brings automatic tuning tools forward as a way to cope with the complexity and minimize the user effort. The aim of this work is to automatically tune the communication of MPI programs, based on the MPICH2 library, by exploring the tuning opportunities provided by the MPI Tools Interface which is introduced in the MPI-3.0 standard. The communication efficiency is increased by tailoring the runtime behavior. MPICH2 is modified and runtime decisions are parameterized. Intra/internode eager to rendezvous protocol thresholds, intranode eager buffer sizes and algorithm selections for some collective operations are among the introduced MPI runtime communication parameters. These parameters are defined as MPIT variables and exposed through the MPIT interface to enable dynamic manipulation which is a key aspect of our efficient online search process. The automatic tuning plugin MPIT-Custom conducts the search on these parameters based on the online search strategy which can be considered as the most distinctive constituent of this work. The optimal parameters values are presented by the plugin together with a process mapping advice which is created according to the communication traffic of the application. Remarkable outcomes are obtained from the tuning of runtime communication parameters. Communication performances of the LU and FT NAS parallel benchmarks are improved by about 20%-250% in some cases. Also, it is observed that the optimal values of runtime parameters are dependent on the both application and architecture. Furthermore, the application tuning is done in a very efficient way by making use of the phase concept and MPIT interface. It can be concluded that MPIT provides many opportunities for the portable, efficient analysis and tuning like the online and region specific tuning, as in our case.
Benzer Tezler
- Heuristic algorithms for solving chemical shift assignment problem in protein structure determination
Sezgisel algoritmalar ile protein yapı belirlemesindeki kimyasal kayma atama probleminin çözümü
EMEL MADEN YILMAZ
Doktora
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ŞİMA UYAR
PROF. DR. PETER GÜNTERT
- PID Kontrol organı katsayılarının otomatik olarak ayarı
Automatic tuning of PID controlles
TEKİN AYDIN
- Davul için tam otomatik bir akort sisteminin tasarımı ve optimizasyonu
Design and optimization of a fully automatic tuning system for drum
ÖZGÜN ARDA NURAL
- Asenkron motorun DSP (sayısal işaret işlemci) temelli kontrolunda yapay sinir ağları ve genetik algoritmalar kullanılarak pi katsayılarının optimizasyonu
Optimisation of pi cofficents using artificial neural network and genetic algorithms at DSP (digital signal processor) based control of asynchronous motor
SEYDİ VAKKAS ÜSTÜN
Doktora
Türkçe
2001
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GALİP CANSEVER