Exploitation Efficace de l'Asynchronisme de Tâche pour les Applications Parallèles HPC ; Efficient Use of Task-based Parallelism in HPC Parallel Applications
Titel:
Exploitation Efficace de l'Asynchronisme de Tâche pour les Applications Parallèles HPC ; Efficient Use of Task-based Parallelism in HPC Parallel Applications
Anmerkungen:
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Beschreibung:
La simulation numérique est un outil puissant pour la recherche scientifique et l'industrie, qui est considéré comme le troisième pilier de la Science par les scientifiques. Le Calcul Haute-Performance (HPC) est la science d'améliorer les performances des ordinateurs pour subvenir aux besoins de la simulation numérique. Son objet d'étude est le supercalculateur : un ensemble de nœud de calcul interconnectées en réseau, chacun composé de processeurs contribuant en parallèle à la simulation.Depuis plusieurs décennies, les superordinateurs évoluent rapidement, on observe une augmentation et une diversification des unités de calcul au sein des nœuds. En conséquence, programmer des codes de simulations numériques portables et performants entre les générations de machines devient un challenge. Pour y répondre, les vendeurs de matériel et les laboratoires scientifiques conçoivent des modèles de programmation standard tel que « The Message Passing Interface (MPI) » ou « Open Multi-Processing (OpenMP) ». Ces modèles servent de pont entre l'expression d'un calcul scientifique par un code informatique, et son exploitation par le matériel sous-jacent. La diversification du matériel poussent les programmeurs à utiliser conjointement (ou «~composer~») de multiples modèles de programmations asynchrones afin d'utiliser toutes les unités de calcul du supercalculateur de façon concurrente. La composition de modèles asynchrones présente des difficultés pour le profilage des applications, leur programmation, et leur niveau de performances. Dans cette thèse, nous étudions la composition par tâche des modèles de programmation MPI et OpenMP, et apportons les contributions suivantes en réponse à ces difficultés.Premièrement, nous présentons un modèle de performance unifié par tâche pour l'hybridation MPI+OpenMP, en définissant des métriques et implémentant un profileur avec analyse post-mortem pour les supports d'exécution. Puis, nous concevons un ordonnanceur unifiant la progression et le recouvrement d'opération asynchrones et ...