Research Group on High Performance Computing - MDCC/UFC - Fortaleza, Brazil

Grupo de Pesquisa em Computação de Alto Desempenho MDCC Departamento de Computação Universidade Federal do Ceará

Integrantes ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Integrantes ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Projetos em Andamento ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Linhas de Pesquisa ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Plano de Apresentação

Programação Paralela Baseada em Componentes O Modelo de Componentes #

High Performance Computing Applications ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Desafios em Hardware Arquiteturas de Computadores Paralelos

Unidade de Processamento Intel MMX / SSE / SSE2 AMD 3DNow! Processadores Vetoriais Load A[1] Mult 4 Store B[1] t 0 t 1 t 2 B[i] := A[i] * 4 ... ... ... Load A[2] Mult 4 Store B[2] Load A[n] Mult 4 Store B[n] Load A[I] Mult 4 Store B[I] Uma única instrução opera sobre um conjunto de dados SIMD ( Single Instruction Multiple Data ) Pipelined SISD ( Single Instruction Single Data ) Processadores Super-escalares Várias instruções por ciclo de clock MIMD ( Multiple Instruction Multiple Data ) Load A Mult 4 Store B t 0 t 1 t 2 ... ... ... Load E Store F Nop Load I Add 5 Store C B := A * 4 C := 5 + I F := E

Arquiteturas Distribuídas Multiprocessadores ( Memória Compartilhada ) ,[object Object],[object Object],Unidade de Processamento Unidade de Processamento Memória Memória Rede de Comunicação ( Ethernet, Myrinet, SCI, Infiniband, QsNET, etc. ) Unidade de Processamento Memória ... Unidade de Processamento Unidade de Processamento Memória Unidade de Processamento ...

Arquiteturas Hierárquicas Rede de Comunicação ( Ethernet, Myrinet, SCI, Infiniband, QsNET, etc. ) ... ,[object Object],[object Object],Unidade de Processamento Unidade de Memória Unidade de Processamento ... Unidade de Processamento Unidade de Memória Unidade de Processamento ... Unidade de Processamento Unidade de Memória Unidade de Processamento ...

Paralelismo: Conceitos Básicos Multiprocessadores Arquiteturas distribuídas Hardware Software Processadores super-escalares Arquiteturas vetoriais Clusters MPP’s Constelações Clusters de Multiprocessadores Earth Simulator

Taxonomia ( Dongarra, 2002 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Taxonomia ( Dongarra, 2002 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Desafios em Software Programação Paralela

Modelos de Programação Paralela ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Trends in HPC Software Engineering ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],H – High M – Medium / Relative L – Low L M H H H E L L H L Auto-parallelizing Compilers H H H H Parallel Functional Programming M H H M Skeletal Programming M H H L Scientific Computing Libraries L H L H Message Passing Libraries M P A G

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Tecnologia de Components para HPC ,[object Object],[object Object]

Components Integration Distribution Parallelism Current Component Technology Parallelism Extensions

Tecnologia de Componentes para HPC ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Tecnologia de Componentes para HPC ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Tecnologia de Componentes para HPC ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

The # Component Model Towards a Component Model for Improving Practice of Parallel Programming

Components The # Component Model Integration Distribution Parallelism

O Modelo de Componentes # Premissas e Intuições P 0 P 1 P n ...

O Modelo de Componentes # Premissas e Intuições P 0 P 1 P 2 P 4 shift right ! broadcast ! all to all ! ! ? ! ! ! ? ? ? ! ? ! ? ? ! ??? ! ! ! ??? ??? ??? ??? !!! !!! !!! !!!

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],O Modelo de Componentes # Programação Paralela Orientada a Processos

P 0 P 1 P 2 P 4 ? ? ? shift right ! broadcast ! all to all ! ??? ??? ??? ??? !!! !!! !!! !!! ! ? ! ! ! ? ? ? ? ! ! ? !! !!! ? ? process slice Cores indicam interesses ( concerns )

C 0 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 Retânguls são unidades Elipses são componentes

C O N C E R N S P R O C E S S E S An orthogonal perspective of parallel programming !! C 4 C 5 C 3 C 2 C 1 C 0 P 3 P 2 P 1 P 0

Dado um conjunto de componentes #, como compôr um programa ? Composição Hierárquica por Sobreposição !

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],O Modelo de Componentes # Conceitos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Final Remarks ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Further Works Proposals ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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