Ανάλυση και πρόβλεψη παράλληλων εφαρμογών σε αρχιτεκτονικές κατανεμημένης μνήμης

Abstract

Η ανάπτυξη υπολογιστών υψηλής επίδοσης (High Performance Computing, HPC) είναι ένας τομέας της επιστήμης των υπολογιστών, που παρέχει λύσεις σε πολλά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι σύγχρονοι επιστήμονες και μηχανικοί. Ο χρόνος σε συστήματα HPC είναι συχνά ένας ακριβός πόρος. Για αυτόν τον λόγο, για να μεγιστοποιηθεί η χρήση τέτοιων συστημάτων, οι μηχανικοί και οι προγραμματιστές παράλληλου εφαρμογών, αναλύουν και αναζητούν βελτιστοποιήσεις στις αρχιτεκτονικές και τα παράλληλα προγράμματα. Για τον ίδιο λόγο, η σύνταξη μοντέλων επίδοσης είναι επίσης ωφέλιμη. Τα μοντέλα αυτά, μπορούν να παρέχουν πληροφορίες για τη λήψη διαφόρων αποφάσεων, χωρίς το κόστος που προκύπτει από την εκτέλεση ενός προγράμματος.

Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μια εις βάθος ανάλυση της επίδοσης μιας οικογένειας παράλληλων εφαρμογών για μια αρχιτεκτονική κατανεμημένης μνήμης, καθώς και μια προσπάθεια σύνταξης ενός μοντέλου επίδοσης. Η τελευταία είναι μια αρκετά περίπλοκη διαδικασία που απαιτεί βαθιά κατανόηση των φαινομένων που μπορεί να συμβούν κατά την εκτέλεση ενός παράλληλου προγράμματος, γι' αυτό και συνοδεύτηκε από την προαναφερθείσα ανάλυση. Η σύνταξη ενός εξαιρετικά ακριβούς μοντέλου είναι εξαιρετικά χρήσιμο επίτευγμα, ωστόσο για έναν μηχανικό HPC, το ταξίδι που απαιτείται για αυτόν τον στόχο είναι από μόνο του μεγάλης σημασίας και εξίσου ωφέλιμο.