Designing a static performance model and code generation for vector accelerators and parallel patterns

• Entwurf eines statischen Leistungsmodells und Codegenerierung für Vektorbeschleuniger und Parallele Muster

Hilgers, Tom; Müller, Matthias S. (Thesis advisor); Lankes, Stefan (Thesis advisor); Burak, Semih (Consultant); Schmitz, Adrian (Consultant)

Aachen : RWTH Aachen University (2023)
Bachelorarbeit

Bachelorarbeit, RWTH Aachen University, 2023

Kurzfassung

Moderne Supercomputersysteme haben eine verteilte und heterogene Struktur, die verschiedene Recheneinheiten wie CPUs, GPUs und andere Beschleuniger umfasst. Die Parallel Pattern Language (PPL) ermöglicht die hardwareunabhängige Programmierung solcher Systeme mit parallelen Mustern und generiert global optimierten Code unter Verwendung des Roofline Leistungsmodells. Diese Arbeit zielt darauf ab, die PPL zu erweitern, um Vektorbeschleuniger (VB) zu unterstützen, welche eine höhere Energieeffizienz als die gängigsten Recheneinheiten bieten. Das Roofline Modell wird erweitert, indem die besonderen architektonischen Merkmale von VBs berücksichtigt werden, wodurch eine Genauigkeit von ∼80% bis 99% erreicht wird. Die PPL-Komponenten werden hinsichtlich der notwendigen Änderungen für die VB-Codegenerierung analysiert. Die Generierung von funktionalem Code erfordert nur begrenzte Änderungen an der Codegeneratorkomponente. Die Steigerung der Effizienz von Datentransfers in diesem Code erfordert Änderungen an der Frontendsprache und der Intermediate Representation. Diese Vorschläge werden zum Teil in einem Proof-of-Concept umgesetzt, das in der Lage ist, funktionalen und korrekten Code für VBs zu erzeugen. Dieser Code wird evaluiert, um mögliche Leistungsverbesserungen zu ermitteln.

Einrichtungen

• IT Center [022000]
• Fachgruppe Informatik [120000]
• Lehrstuhl für Informatik 12 (Hochleistungsrechnen) [123010]