A semi-automatic approach for parallel problem solving using the Multi-BSP model

Abstract

Аннотация. Модель Multi-Bulk Synchronous Parallel (Multi-BSP)-это модель параллельного программирования для многоядерных машин, которая расширяет классическую модель Bulk Synchronous Parallel. Multi-BSP направлена на поддержку разработки алгоритмов и оценки времени их работы. Эта модель в значительной степени опирается на правильное вычисление параметров, которые характеризуют оборудование. Конечно, использование оборудования также зависит и от особенностей задач и алгоритмов, применяемых для их решения. В этой статье представлен полуавтоматический подход к решению задач с применением параллельных алгоритмов на основе модели Multi-BSP. Вопервых, характеристики конкретного многоядерного компьютера определяются путем применения автоматической процедуры. После этого аппаратная архитектура, обнаруженная на предыдущем этапе, применяется для разработки переносимого параллельного алгоритма. Наконец, выполняется точная настройка параметров для повышения общей эффективности. Мы предлагаем бенчмарк для измерения параметров, которые характеризуют расходы на коммуникации и синхронизацию в конкретном оборудовании. Наш подход обнаруживает иерархическую структуру многоядерной архитектуры и вычисляет параметры для каждого уровня. Вторым вкладом нашего исследования является предложение системы поддержки Multi-BSP. Она позволяет разрабатывать алгоритмы, применяя рекурсивную методологию к иерархическому дереву, уже построенному с помощью бенчмарка, уделяя особое внимание трем элементарным функциям и основываясь на стратегии «разделяй и властвуй». Валидация предлагаемого метода производилась путем изучения алгоритма, реализованного в прототипе механизма Multi-BSP, тестирования различных конфигураций параметров, которые лучше всего подходят для каждой задачи, и использования трех различных высокопроизводительных многоядерных компьютеров.