Managing Communication Latency-Hiding at Runtime for Parallel Programming Languages and Libraries

This work introduces a runtime model for managing communication with support for latency-hiding. The model enables non-computer science researchers to exploit communication latency-hiding techniques seamlessly. For compiled languages, it is often possible to create efficient schedules for communication, but this is not the case for interpreted languages. By maintaining data dependencies between scheduled operations, it is possible to aggressively initiate communication and lazily evaluate tasks to allow maximal time for the communication to finish before entering a wait state. We implement a heuristic of this model in DistNumPy, an auto-parallelizing version of numerical Python that allows sequential NumPy programs to run on distributed memory architectures. Furthermore, we present performance comparisons for eight benchmarks with and without automatic latency-hiding. The results shows that our model reduces the time spent on waiting for communication as much as 27 times, from a maximum of 54% to only 2% of the total execution time, in a stencil application.Comment: PREPRIN

cphVB: A System for Automated Runtime Optimization and Parallelization of Vectorized Applications

Modern processor architectures, in addition to having still more cores, also require still more consideration to memory-layout in order to run at full capacity. The usefulness of most languages is deprecating as their abstractions, structures or objects are hard to map onto modern processor architectures efficiently. The work in this paper introduces a new abstract machine framework, cphVB, that enables vector oriented high-level programming languages to map onto a broad range of architectures efficiently. The idea is to close the gap between high-level languages and hardware optimized low-level implementations. By translating high-level vector operations into an intermediate vector bytecode, cphVB enables specialized vector engines to efficiently execute the vector operations. The primary success parameters are to maintain a complete abstraction from low-level details and to provide efficient code execution across different, modern, processors. We evaluate the presented design through a setup that targets multi-core CPU architectures. We evaluate the performance of the implementation using Python implementations of well-known algorithms: a jacobi solver, a kNN search, a shallow water simulation and a synthetic stencil simulation. All demonstrate good performance

Managing Overlapping Data Structures for Data-Parallel Applications on Distributed Memory Architectures

In this paper, we introduce a model for managing abstract data structures that map to arbitrary distributed memory architectures. It is difficult to achieve scalable performance in data-parallel applications where the programmer manipulates abstract data structures rather than directly manipulating memory. On distributed memory architectures such abstract data-parallel operations may require communication between nodes. Therefore, the underlying system has to handle communication efficiently without any help from the user. Our data model splits data blocks into two sets -- local data and remote data -- and schedules the sub-block by availability at runtime.We implement the described model in DistNumPy -- a high-productivity programming library for Python. We go on to evaluate the implementation using a representative distributed memory system -- a Cray XE-6 Supercomputer -- up to 2048 cores. The benchmarking results demonstrate scalable good performance

Værdisætning af vejstøj ved brug af husprismetoden

Ved hjælp af en husprisanalyse er husprisers sammenhæng med vejstøj analyseret i 8 områder i Storkøbenhavn. En husprisanalyse tager udgangspunkt i, at nærhed til fx en støjende vej indgår som en del af prisen på et hus på linie med bl.a. boligarealet, antal toiletter og husets alder. Ved at opstille en model, hvor de enkelte karakteristika indgår, kan man isolere effekten af en enkelt parameter, her vejstøj, og få en værdi for denne parameter. På baggrund heraf, er det beregnet, at priserne på huse belastet med vejstøj over 55 decibel (dB) beliggende ud til "almindelige" veje falder med 1,2% pr. dB. Det tilsvarende tal for huse beliggende ud til motorveje er 1,6% pr. dB

Vejstøjstrategi og støjdirektiv – en ramme for den fremtidige indsats for at reducere vejstøj

I 2002 blev nedsat en tværministeriel arbejdsgruppe, der skulle udarbejde et forslag til en dansk strategi for begrænsning af støj fra vejtrafik, som blev offentliggjort i november 2003. Parallelt med vejstøjstrategien et et EU-direktiv om ekstern støj implementeret i dansk lov, og trådt i kraft i juli 2004. Med vejstøjstrategien og støjdirektivet er der skabt en overordnet ramme for støjindsatsen fremover, som kan fungere som et redskab for myndigheder og borgere, der vil tilrettelægge en omkostningseffektiv lokal støjindsats

Outsourcing of Production:The Valuation of Volume Flexibility in Decision-Making

Background: Outsourcing remains a central mechanism for improving manufacturing supply chains, with volume flexibility being a frequently targeted objective. However, outsourcing decision-making remains focused on static cost estimations, while the value of volume flexibility is subject to managerial valuation, thus imposing a risk of estimation errors. This paper tests whether decision-makers systematically under- or overvalue volume flexibility when deciding on outsourcing. Methods: Four outsourcing decision made by an OEM operating with seasonality and boom and bust cycles are analyzed to assess if decision-makers' intrinsic valuation of volume flexibility is biased. This was done by utilizing a previously developed mixed integer linear programming model for tactical planning. The model jointly considers production planning, workforce adjustments and capital investment, while respecting upstream supplier constraints, thereby encompassing both positive and negative effects of production outsourcing on volume flexibility. Combining the model with detailed knowledge of how the production system would be impacted, enabled a quantification of the value from volume flexibility, which could then be compared to the decisions made. Results: Augmenting existing static cost estimations with the value of flexibility did not reveal systematic estimation errors. However, the results suggest that the value of volume flexibility is situational, and on average comparable to direct labor cost. Conclusions: The results emphasize the importance of accurately and case-specific valuation of volume flexibility in cost-driven production outsourcing.Wstęp: Outsourcing pozostaje głównym mechanizmem poprawy funkcjonowania łańcucha dostaw, przy szacowaniu elastyczności jako głównym mierniku oceny. Niemniej, proces podejmowania decyzji odnośnie outsourcingu jest głównie skupiony na estymacjach kosztów statycznym, podczas gdy szacowanie elastyczności podlega ocenie wartości zarządzania, a co jest z tym związane, ryzykiem estymacji błędów. Prezentowana praca przedstawia ocenę wyceny elastyczności procesu podejmowania decyzji w sprawach dotyczących outsourcingu. Metody: Poddano analizie cztery decyzji podjęte prze OEM przy występującej sezonowości, wzrostu oraz spadu w celu określenia istotności oszacowania podejmowanych decyzji z punktu widzenia elastyczności. Analizę tą wykonano przy zastosowaniu połączenia modelu zintegrowanego programowania liniowego dla planowania taktycznego. Model ten obejmuje planowanie produkcji, zarządzanie zasobami oraz inwestowania kapitałem przy uwzględnieniu ograniczeń w łańcuchu dostaw, co oznacza uwzględnianie wpływu zarówno pozytywnych jak i negatywnych efektów outsourcingu produkcji na oszacowanie elastyczności. Połączenie tego modelu z wiedzą dotyczącą prawidłowego funkcjonowania procesu produkcyjnego pozwoliło na skwantyfikowanie elastyczności. Otrzymane wyniki posłużyły do analizy porównawczej podjętych decyzji. Wyniki: Zwiększanie estymacji istniejących kosztów statycznych z wartością elastyczności nie wyjaśnia błędów systematycznych estymacji. Niemniej jednak wyniki sugerują, że wartość elastyczności ilości jest zależna od sytuacji i średnio porównywalna z kosztem bezpośrednim robocizny. Wnioski: Otrzymane wyniki wskazują na istotność dokładnej i precyzyjnej wyceny wartościowej elastyczności ilości w outsourcingowej produkcji w ujęciu kosztowym