TMbarrier: speculative barriers using hardware transactional memory

Barrier is a very common synchronization method used in parallel programming. Barriers are used typically to enforce a partial thread execution order, since there may be dependences between code sections before and after the barrier. This work proposes TMbarrier, a new design of a barrier intended to be used in transactional applications. TMbarrier allows threads to continue executing speculatively after the barrier assuming that there are not dependences with safe threads that have not yet reached the barrier. Our design leverages transactional memory (TM) (specifically, the implementation offered by the IBM POWER8 processor) to hold the speculative updates and to detect possible conflicts between speculative and safe threads. Despite the limitations of the best-effort hardware TM implementation present in current processors, experiments show a reduction in wasted time due to synchronization compared to standard barriers.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Mejorando el rendimiento de la memoria transaccional para aplicaciones irregulares

La Memoria Transaccional (TM) ofrece un modelo de ejecución concurrente optimista en arquitecturas multinúcleo, permitiendo a los programadores extraer paralelismo cuando la información de las dependencias de datos no está disponible hasta la ejecución ́del programa. Existe investigación reciente enfocada a explotar paralelismo a nivel de hilo usando TM. Sin embargo estas propuestas son de uso general, válidas para cualquier tipo de aplicación. Este trabajo presenta ReduxSTM, un TM software especialmente diseñado para mejorar la extracción de paralelismo en aplicaciones irregulares. La gestión de las versiones y la detección de conflictos se han diseñado para aprovechar tanto la ordenación secuencial de las transacciones, necesaria para asegurar la corrección de los resultados, como la privatización de patrones de reducción, un patrón de acceso a memoria muy frecuente en aplicaciones irregulares. La información adicional que proporcionan estas propiedades en tiempo de ejecución se utiliza para evitar abortos transaccionales innecesarios. Se ha elegido una función del benchmark 300.twolf de la suite SPEC CPU2000 como ejemplo de programa irregular con reducciones. Este código se ha paralelizado mediante TM utilizando ReduxSTM y una versión ordenada de TinySTM. Los resultados muestran que ReduxSTM es capaz de explotar más paralelismo

Improving Transactional Memory Performance for Irregular Applications

Postprint de autor publicado posteriormente con este DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.procs.2015.05.398Transactional memory (TM) offers optimistic concurrency support in modern multicore archi- tectures, helping the programmers to extract parallelism in irregular applications when data dependence information is not available before runtime. In fact, recent research focus on ex- ploiting thread-level parallelism using TM approaches. However, the proposed techniques are of general use, valid for any type of application. This work presents ReduxSTM, a software TM system specially designed to extract maxi- mum parallelism from irregular applications. Commit management and conflict detection are tailored to take advantage of both, sequential transaction ordering to assure correct results, and privatization of reduction patterns, a very frequent memory access pattern in irregular applications. Both techniques are used to avoid unnecessary transaction aborts. A function in 300.twolf package from SPEC CPU2000 was taken as a motivating irregular program. This code was parallelized using ReduxSTM and an ordered version of TinySTM, a state-of-the-art TM system. Experimental evaluation shows that ReduxTM exploits more parallelism from the sequential program and obtains better performance than the other system.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Speculative Barriers with Transactional Memory

Transactional Memory (TM) is a synchronization model for parallel programming which provides optimistic concurrency control. Transactions can run in parallel and are only serialized in case of conflict. In this work we use hardware TM (HTM) to implement an optimistic speculative barrier (SB) to replace the lock-based solution. SBs leverage HTM support to elide barriers speculatively. When a thread reaches an SB, a new SB transaction is started, keeping the updates private to the thread, and letting the HTM system detect potential conflicts. Once the last thread reaches the corresponding SB, the speculative threads can commit their changes. The main contributions of this work are: an API for SBs implemented with HTM extensions; a procedure to check the speculation state in between barriers to enable SBs with non-transactional codes; a HTM SB-aware conflict resolution enhancement where SB transactions stall on a conflict with a standard transaction; and a set of SB use guidelines derived from our experience on using SBs in a variety of applications. We evaluated our proposals in two different architectures with a full-system simulator and an IBM Power8 server. Results show an overall performance improvement of SBs over traditional barriers

Barreras especulativas con memoria transaccional

La Memoria Transaccional (TM) es una alternativa al modelo de programación basado en locks que pretende simplificar la programación paralela. TM sustituye locks por transacciones para resolver el problema de la exclusión mutua. Las transacciones se ejecutan de manera optimista, en paralelo, mientras el sistema transaccional comprueba si hay conflictos entre ellas. En este trabajo proponemos el uso de transacciones para implementar una barrera especulativa (SB) optimista que reemplace las barreras pesimistas basadas en locks. SBs aprovecha el soporte TM hardware para permitir que los hilos salten la barrera y ejecuten especulativamente. Cuando un hilo llega a una barrera abre una transacción para proteger la ejecución y poder volver a la barrera en caso de conflicto. Cuando el último hilo alcanza la barrera los hilos especulativos pueden acometer los cambios.Sociedad de Arquitectura y Tecnología de Computadores (SARTECO) Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Tratamientos psicológicos empíricamente apoyados para adultos: Una revisión selectiva

Antecedentes: los tratamientos psicológicos han mostrado su eficacia, efectividad y eficiencia para el abordaje de los trastornos mentales; no obstante, considerando el conocimiento científico generado en los últimos años, no se dispone de trabajos de actualización en español sobre cuáles son los tratamientos psicológicos con respaldo empírico. El objetivo fue realizar una revisión selectiva de los principales tratamientos psicológicos empíricamente apoyados para el abordaje de trastornos mentales en personas adultas. Método: se recogen niveles de evidencia y grados de recomendación en función de los criterios propuestos por el Sistema Nacional de Salud de España (en las Guías de Práctica Clínica) para diferentes trastornos psicológicos. Resultados: los resultados sugieren que los tratamientos psicológicos disponen de apoyo empírico para el abordaje de un amplio elenco de trastornos psicológicos. El grado de apoyo empírico oscila de bajo a alto en función del trastorno psicológico analizado. La revisión sugiere que ciertos campos de intervención necesitan una mayor investigación. Conclusiones: a partir de esta revisión selectiva, los profesionales de la psicología podrán disponer de información rigurosa y actualizada que les permita tomar decisiones informadas a la hora de implementar aquellos procedimientos psicoterapéuticos empíricamente fundamentados en función de las características de las personas que demandan ayuda. Background: Psychological treatments have shown their efficacy, effectiveness, and efficiency in dealing with mental disorders. However, considering the scientific knowledge generated in recent years, in the Spanish context, there are no updating studies about empirically supported psychological treatments. The main goal was to carry out a selective review of the main empirically supported psychological treatments for mental disorders in adults. Method: Levels of evidence and degrees of recommendation were collected based on the criteria proposed by the Spanish National Health System (Clinical Practice Guidelines) for different psychological disorders. Results: The results indicate that psychological treatments have empirical support for the approach to a wide range of psychological disorders. These levels of empirical evidence gathered range from low to high depending on the psychological disorder analysed. The review indicates the existence of certain fields of intervention that need further investigation. Conclusions: Based on this selective review, psychology professionals will be able to have rigorous, up-to-date information that allows them to make informed decisions when implementing empirically based psychotherapeutic procedures based on the characteristics of the people who require help

Soporte de Orden y Reducciones en Sistemas de Memoria Transaccional

Las propuestas de esta tesis de han evaluado en una selección de benchmarks reales y sintéticos que incluye la suite STAMP, Eigenbench, códigos seleccionados de las suites SPEC, PARSEC, y Polybench; y otros kernels de aplicaciones HPC de interés. Fecha de Lectura de Tesis Lectoral: 29 enero 2019.En esta tesis se proponen soluciones basadas en memoria transaccional (TM) para optimizar la detección y resolución de conflictos en códigos que presentan operaciones de reducción. Las reducciones aparecen frecuentemente en aplicaciones científicas en combinación con patrones de acceso irregulares que dificultan su paralelización de forma eficiente. Nuestra propuesta contempla las reducciones como una operación transaccional adicional en el modelo TM. El tratamiento explícito de las reducciones permite filtrar los conflictos originados por dichas operaciones manteniendo la consistencia del sistema sin necesidad de abortar transacciones. Este trabajo introduce además un orden total de precedencia entre transacciones que implica que éstas confirmen sus cambios a memoria en un orden específico, facilitando así la paralelización de aplicaciones secuenciales. El uso de este orden permite además detectar reducciones parciales; accesos a memoria que violan las condiciones de reducción. Dado que un orden de precedencia estricto penaliza el rendimiento y puede ser demasiado restrictivo, esta tesis aborda también el diseño de un orden de precedencia parcial, donde las restricciones a la hora de confirmar los cambios a memoria no se aplican entre transacciones individuales sino entre grupos de ellas, permitiendo aumentar el grado de paralelismo de la aplicación. Introducimos el concepto de barrera transaccional, una primitiva cuya semántica es similar a una barrera de sincronización tradicional, pero que aprovecha TM para permitir a los hilos seguir ejecutando código de forma especulativa. Nuestra propuesta utiliza estas barreras para establecer un orden parcial de precedencia, lanzando transacciones con restricciones de precedencia dinámicas que permiten evitar bloqueos debidos a la sincronización manteniendo la corrección del programa

Análisis comparativo del uso de STMs en a códigos de reducción irregulares

La memoria transaccional (TM) constituye un paradigma de concurrencia optimista en arquitecturas multinúcleo que puede ser de utilidad en la explotación de paralelismo en aplicaciones irregulares, en las que la información sobre las dependencias de datos no está disponible hasta la ejecución. Este trabajo presenta y discute cómo aprovechar las características de un sistema STM (software transactio- nal memory) en patrones de computación que involucren operaciones de reducción, ligadas frecuentemente a aplicaciones irregulares. Con el fin de comparar el uso de enfoques STM en esta clase de patrones con otras soluciones más clásicas, se ha implementa do como prueba de concepto un sistema STM, que denominaremos ReduxSTM, que combina dos ideas: una consolidación (commit) ordenada de las transacciones, que asegura una equivalencia con la ejecución secuencial del código; y una extensión del mecanismo de privatización subyacente al sistema STM que contempla las operaciones de reducción.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech