Sigmoid: An auto-tuned load balancing algorithm for heterogeneous systems

A challenge that heterogeneous system programmers face is leveraging the performance of all the devices that integrate the system. This paper presents Sigmoid, a new load balancing algorithm that efficiently co-executes a single OpenCL data-parallel kernel on all the devices of heterogeneous systems. Sigmoid splits the workload proportionally to the capabilities of the devices, drastically reducing response time and energy consumption. It is designed around several features; it is dynamic, adaptive, guided and effortless, as it does not require the user to give any parameter, adapting to the behaviourof each kernel at runtime. To evaluate Sigmoid's performance, it has been implemented in Maat, a system abstraction library. Experimental results with different kernel types show that Sigmoid exhibits excellent performance, reaching a utilization of 90%, together with energy savings up to 20%, always reducing programming effort compared to OpenCL, and facilitating the portability to other heterogeneous machines.This work has been supported by the Spanish Science and Technology Commission under contract PID2019-105660RB-C22 and the European HiPEAC Network of Excellence

Auto-tuned OpenCL kernel co-execution in OmpSs for heterogeneous systems

The emergence of heterogeneous systems has been very notable recently. The nodes of the most powerful computers integrate several compute accelerators, like GPUs. Profiting from such node configurations is not a trivial endeavour. OmpSs is a framework for task based parallel applications, that allows the execution of OpenCl kernels on different compute devices. However, it does not support the co-execution of a single kernel on several devices. This paper presents an extension of OmpSs that rises to this challenge, and presents Auto-Tune, a load balancing algorithm that automatically adjusts its internal parameters to suit the hardware capabilities and application behavior. The extension allows programmers to take full advantage of the computing devices with negligible impact on the code. It takes care of two main issues. First, the automatic distribution of datasets and the management of device memory address spaces. Second, the implementation of a set of load balancing algorithms to adapt to the particularities of applications and systems. Experimental results reveal that the co-execution of single kernels on all the devices in the node is beneficial in terms of performance and energy consumption, and that Auto-Tune gives the best overall results.This work has been supported by the University of Cantabria with grant CVE-2014-18166, the Generalitat de Catalunya under grant 2014-SGR-1051, the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness under contracts TIN2016-76635-C2-2-R (AEI/FEDER, UE) and TIN2015-65316-P. The Spanish Government through the Programa Severo Ochoa (SEV-2015-0493

Energy efficiency of load balancing for data-parallel applications in heterogeneous systems

The use of heterogeneous systems in supercomputing is on the rise as they improve both performance and energy e ciency. However, the pro- gramming of these machines requires considerable e ort to get the best results in massively data-parallel applications. Maat is a library that enables OpenCL programmers to e ciently execute single data-parallel kernels using all the available devices on a heterogeneous system. It o ers a set of load balanc- ing methods, which perform the data partitioning and distribution among the devices, exploiting more of the performance of the system and consequently re- ducing execution time. Until now, however, a study of the implications of these on the energy consumption has not been made. Therefore, this paper analyses the energy e ciency of the di erent load balancing methods compared to a baseline system that uses just a single GPU. To evaluate the impact of the heterogeneity of the system, the GPUs were set to di erent frequencies. The obtained results show that in all the studied cases there is at least one load balancing method that improves energy e ciency

Título en español.

Chironja trees grafted on native grapefruit, sour orange, and Cleopatra mandarine rootstock were planted on Alonso clay and Coto clay at Adjuntas and Isabela Substations, respectively. Only native grapefruit and sour orange rootstocks were compared at Isabela. The experiments were conducted for the purpose of determining the possible effect of the three rootstocks on fruit weight, peel weight, number of seeds and segments (carpels) per fruit, and refractometer readings of the fruit (Brix) harvested from the grafted chironja trees. The most important results obtained were: Trees at Adjuntas grafted on grapefruit rootstock yielded heavier chironja fruits in 1962 and 1963, and a heavier peel in 1963, than those grafted on sour orange or Cleopatra mandarine rootstocks. In 1962, peel weights of chironja fruits from trees grafted on sour orange exceeded those obtained from trees grafted on mandarine rootstock. Fruits from chironja trees at the Isabela experiment grafted on sour orange rootstock had a significantly higher Brix than those from trees grafted on grapefruit rootstock, but no significant differences occurred among the other characters studied. No significant differences were found between chironja fruits from trees grafted on any of the three rootstocks as far as number of seeds and segments (carpels) per fruit, suggesting that rootstock species does not affect these characters. These studies suggest in general that the fruit from chironja trees grafted on grapefruit rootstock is larger, but less sweet, than fruit from trees grafted on either sour orange or Cleopatra mandarine rootstocks.En las Subestaciones de Adjuntas e Isabela se sembraron chironjos injertados en patrones de toronjo del País, naranjo agrio y mandarino de la variedad Cleopatra en suelos de los tipos Alonso y Coto arcilloso, respectivamente. En el experimento de Isabela sólo se compararon como patrones el toronjo del País y el naranjo agrio. El próposito de los experimentos era determinar qué efecto podrían tener los patrones en el peso de la fruta, peso de la cáscara, número de semillas y de gajos (carpelos) por fruta, y sólidos totales en solución (Brix). Los resultados más importantes fueron los siguientes: En Adjuntas, el toronjo del País como patrón produjo frutas más grandes en los años 1962 y 1963 y cáscaras más pesadas en el 1963, que las producidas por el naranjo agrio y mandarino Cleopatra. El peso de la cáscara de la fruta en los chironjos injertados sobre naranjo agrio fue mayor en el 1962 que cuando se injertó sobre mandarino Cleopatra. En el experimento de Isabela el Brix fue significativamente más alto en la fruta del chironjo injertado en un patrón de naranjo agrio que en la del injertado en un patrón de toronjo, sin que se observaran diferencias significativas en cuanto a los otros caracteres bajo estudio. No se encontró diferencia significativa alguna entre los tres patrones estudiados con respecto al número de semillas y de gajos (carpelos) por fruta. Los resultados sugieren que el patrón no afecta estos dos caracteres de la fruta. En general, las chironjas producidas por los injertos sobre toronjo tenían un peso mayor pero eran menos dulce que las de los injertos hechos sobre naranjo agrio o mandarino

Reunión científica del Programa Geomateriales: durabilidad y conservación de geomateriales del patrimonio construido, 9 de octubre 2013

El Programa Geomateriales Durabilidad y conservación del geomateriales del patrimonio construido, enmarcado en el IV Plan Regional de Investigación Científica e Innovación Tecnológica (IV PRICIT), fue concedido a través de su Convocatoria de Programas de I+D en Tecnologías 2009 (orden 679/2009). Iniciado el 1 de enero de 2010 y finalizado el 31 de mayo de 2014, el programa de investigación se plantea con una clara concepción experimental, pretendiendo dar solución y optimizando las actuaciones aplicadas para mejorar la durabilidad y conservación de los geomateriales utilizados en el patrimonio construido. El consorcio que integra el programa está constituido por grupos de investigación que desarrollan su labor en la Comunidad de Madrid, pertenecientes a la Agencia Estatal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y a la Universidad de Alcalá de Henares (UAH), otros grupos, laboratorios y/o centros tecnológicos ubicados en otras provincias españolas y en países europeos así como empresas privadas y otros organismos de colaboración. El programa ha conseguido alcanzar los objetivos científico-tecnológicos planteados, en gran parte mediante la colaboración de los diferentes grupos integrantes, jugando un papel esencial la participación también en el programa del Laboratorio de Petrofísica (RedLab 217). El presente volumen recoge las ponencias presentadas en la Reunión Científica del Programa Geomateriales, celebrada el 9 de octubre de 2013. Estas ponencias se organizaron fundamentalmente en base a los objetivos científicos del programa, incidiendo en las principales actividades realizadas y resultados obtenidos, y apostando por los jóvenes investigadores incorporados. En los resúmenes incluidos se pretende resaltar, por un lado, los resultados científicos de mayor relevancia, las investigaciones que han generado el desarrollo de patentes, las colaboraciones establecidas entre los diferentes grupos y/o empresas y las previsiones futuras. Por otro, aspectos relacionados con los objetivos de formación, como la realización de tesis doctorales y movilidad de investigadores, así como la participación conjunta en los objetivos de difusión y en actividades de gestión de los diferentes miembros del programa. El Programa Geomateriales ha supuesto un importante avance del conocimiento, permitiendo los logros científicos obtenidos posicionar al consorcio en unas condiciones muy favorables respecto a las diversas temáticas implicadas en la conservación del patrimonio. Este aspecto hace del consorcio el único a nivel nacional que aborda su estudio de forma integral y confirma, una vez más, la necesidad y conveniencia de crear equipos de trabajo que apuesten por la colaboración y conjunción de esfuerzos para alcanzar mayores y mejores logros.Peer Reviewe