Otimização do framework PSkel para o processador manycore MPPA-256

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Ciências da Computação.A new class of highly parallel low-power chips that deal with a energy restriction was developed. The Sunway SW26010 and Kalray processors are some exemples of them, giving more than two hundred processing cores in a single low-power chip. Despite presenting a better energy efficiency than the general purpose multi core processors, the architects features such as the limited amount of distributed memory on the chip makes the development of efficient scientific applications a challenging task. In this term paper were proposed optimizations to the framework PSkel MPPA, which provides an unique, high-level abstraction for stencil programming in the MPPA-256 processor, exempting programmers from being responsible for the task of explicitly handling with communication and with the parallel hybrid programming model of the MPPA-256.Uma nova classe de chips altamente paralelos de baixo consumo energético que lidam com a restrição de energia foi desenvolvida. Os processadores Sunway SW26010 e Kalray MPPA-256 são exemplos deles, entregando mais de duzentos núcleos de processamento em um único chip. Apesar de apresentarem melhor eficiência energética do que os processadores multicore de propósito geral, características arquiteturais como a limitada quantidade de memória distribuída no chip torna o desenvolvimento de aplicações científicas paralelas eficientes uma tarefa desafiadora. Neste projeto foram propostas otimizações ao framework PSkelMPPA, que provê uma abstração única e de alto nível para programação estêncil no processador MPPA-256, eximindo os programadores de serem responsáveis pela tarefa de explicitamente lidar com a comunicação e com o modelo de programação paralela híbrida do MPPA-256

PSkel-MPPA: Uma Adaptação do Framework PSkel para o Processador Manycore MPPA-256

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Ciências da Computação.Aplicações paralelas podem ser classificadas de acordo com o padrão de computação e coordenação. Dentre os padrões mais conhecidos destacam-se o map, reduce, pipeline, scan e stencil. Este último é muito utilizado em diversas áreas, como simulação física de partículas, previsão meteorológica, termodinâmica, resolução de funções diferenciais, manipulação de imagens, entre outras. O PSkel é um framework de programação paralela desenvolvido para simplificar o desenvolvimento de aplicações que seguem o padrão stencil. Utilizando uma abstração de alto nível, programador define o kernel da computação, enquanto o framework se encarrega de executar a computação paralela em multicores e em Graphics Processing Units (GPUs) de maneira eficiente. O objetivo deste trabalho é propor uma adaptação do framework PSkel para o processador manycore emergente MPPA-256, batizada de PSkel-MPPA. A motivação para tal adaptação está relacionada à dificuldade de desenvolvimento de aplicações do padrão stencil para o MPPA-256, tendo em vista as suas características arquiteturais intrínsecas que tornam o desenvolvimento de aplicações paralelas onerosas e suscetíveis a erros. A adaptação do framework permite simplificar o desenvolvimento de aplicações stencil para o MPPA-256, escondendo do desenvolvedor detalhes de implementação, tais como a necessidade de comunicação explícita entre as memórias do chip e a distribuição de computações entre os núcleos de processamento. Diversos experimentos foram efetuados com a solução proposta para o MPPA-256, comparando-a com a solução para multicores já existente. Os resultados mostraram que a solução proposta para o MPPA-256 permite reduzir o consumo de energia das aplicações stencil em até 1.45x apesar de apresentar uma perda de desempenho de até 3.3x