An empírical evaluation of simulation techniques for parallel simulation of message passing networks

Resumen

En el ámbito del diseño de computadores, la simulación es una herramienta imprescindible para la validación y evaluación de cualquier propuesta arquitectónica. Las ténicas convencionales de simulación, diseñadas para su utilización en computadores secuenciales, son demasiado lentas si el sistema a simular es grande o complejo. El objetivo de esta tesis es buscar técnicas para acelerar estas simulaciones, aprovechando el paralelismo disponible en multicomputadores comerciales, y usar esas técnicas para el estudio de un modelo de encaminador de mensajes. Este encaminador está diseñado para formar infraestructura de comunicaciones de un hipotético computador masivamente paralelo. En este trabajo se consideran tres técnicas de simulación paralela: síncrona, asíncrona-conservadora y asíncrona-optimista. Estos algoritmos se han implementado en tres multicomputadores: un Supernode basado en Transputers, un Intel Paragon y una red de estaciones de trabajo. Se caracteriza la influencia que tienen en las prestaciones de los simuladores aspectos tales como los parámetros del modelo simulado, la organización del simulador y las características del multicomputador utilizado. Se concluye que las técnicas de simulación paralela optimista no resultan adecuadas para trabajar con el modelo considerado, aunque pueden ofrecer un buen rendimiento en otros entornos. La red de estaciones de trabajo no resulta una plataforma apropiada para estas simulaciones, ya que una red local no reúne condiciones para la ejecución de aplicaciones paralelas de grano fino. Las técnicas de simulación paralela síncrona y conservadora dan muy buenos resultados en el Supernode y en el Paragon, especialmente si el modelo a simular es complejo o grande—precisamente el peor caso para los algoritmos secuenciales. De esta forma, estudios previamente considerados inviables, por ser demasiado costosos computacionalmente, pueden realizarse en tiempos razonables. Además, se amplía el espectro de posibilidades de los multicomputadores, utilizándolos para algo más que aplicaciones numéricas.