Verifying Self-consistent MPI Performance Guidelines

01.10.2013 - 31.01.2018
Forschungsförderungsprojekt

 

Das Message-Passing-Interface (MPI) ist die am weitesten verbreitete Schnittstelle für Anwendungsentwicklung im Bereich des Hochleistungsrechnens („High-Performance Computing“). MPI ist eine paradigmatische Schnittstelle, und jeder neue Ansatz muss mindestens so leistungsfähig, vollständig und flexibel  wie MPI sein. MPI Implementierungen erreichen in vielen Fällen für viele Systeme eine hohe bzw. ausreichende Effizienz (Systemnutzung) und unterstützen in hohem Maße die Portierbarkeit von Anwendungen. Weiters haben MPI Bibliotheken typischerweise auch Bereiche, die untereinander eine inkonsistente Leistung aufweisen, z.B. ähnliche Funktionen mit sehr unterschiedlicher Leistung oder schwer nachvollziehbare Leistungssprünge innerhalb der gleichen Operation für unterschiedliche Problemgrößen. Dies beeinflusst negativ die Leistungsportabilität (performance portability) der Anwendungen. Insbesondere verleitet eine solche Inkonsistenz den Nutzer, spezielle Abhilfekonstruktionen händisch zu implementieren, die für ein gegebenes System und MPI Bibliothek zwar positiv für andere Systeme und Implementierungen aber ausgeprägt negative Auswirkungen haben können.

Das hier vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, solche Probleme automatisch zu identifizieren und trägt damit indirekt zur Verbesserung der Qualität von MPI Implementierungen bei. Mit einem neuen, statistisch soliden, fundierten MPI Benchmark und automatischen Prozederen zur Datenanalyse, basierend auf sogenannten selbst-konsistenten Leistungsrichtlinien („self-consistent performance guidelines“), die sich aus der MPI Spezifikation ableiten lassen, kann für jede beliebige MPI Implementierung automatisch ein Bereich erkannt werden, wo die Leistungsportabilität gefährdet sein kann. Dies wird durch die Formulierung eines möglichst vollständigen Satzes von selbstkonsistenten Leistungserwartungen erreicht, der Teile der MPI Spezifikation in Relation zueinander setzen und dadurch die Suche nach problematischen Bereichen vereinfachen und steuern kann. Da es in der „MPI community“ keine flächendeckenden und voll akzeptierten Benchmarks gibt, und dies ein großer und bekannter  Mangel ist, zielt das Projekt ferner darauf ab, ein solches Benchmark (und damit die Gruppe der TU Wien) zu etablieren. Dies ist ein ambitioniertes und längerfristiges Unterfangen. Die Entwicklung von neuen Algorithmen zur allgemeinen Verbesserung von MPI Implementierungen soll als natürliche Ergänzung des Projektes gesehen werden.

Das Projekt basiert auf der anerkannten Arbeit der Antragsteller während der letzten Jahre und wird diese an der TU Wien konsolidieren.

 

 

 

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) (National) Einzelprojekt Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Fördergeber Typ Forschungsförderungsinstitutionen

Forschungsschwerpunkte

  • Information and Communication Technology

Schlagwörter

DeutschEnglisch
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high-performance computinghigh-performance computing