Predicción del rendimientoAnálisis de la escalabilidad de aplicaciones paralelas

Resumen

Executar aplicacions paral·leles de pas de missatges sobre un elevat nombre de recursos de manera eficient no és una tasca trivial. A causa de la complexa interacció entre l'aplicació paral·lela i el sistema HPC, a mesura que s'augmenta el nombre de processos de l'aplicació, depenent del sistema, pot arribar un punt on l'aplicació presenti el seu límit d'escalabilitat, moment a partir del qual es començaran a produir ineficiències en el sistema, comportant a un ús ineficient del mateix. Aquest problema es torna especialment crític en aplicacions paral·leles les quals han de ser executades frequ?entment, utilitzant un elevat nombre de recursos sobre un llarg període de temps Per tal d'intentar solucionar aquests problemes i fer un ús eficient del sistema, com a principal contribució d'aquesta tesi, es proposa la metodologia P3S (Prediction of Parallel Program Scalability), la qual permet predir el rendiment de l'escalabilitat forta d'aplicacions paral·leles de pas de missatges en un determinat sistema, utilitzant un temps d'anàlisi limitat i un conjunt reduït de recursos del sistema. La metodologia P3S, es basa en analitzar el comportament repetitiu de les aplicacions paral·leles de pas de missatges. Aquest tipus d'aplicacions estan compostes per un conjunt de fases identificables, les quals es van repetint al llarg de tota l'aplicació, independentment del nombre de processos de l'aplicació. La metodologia consta de tres etapes. Una primera etapa de caracterització, on es caracteritzen les fases rellevants de l'aplicació paral·lela, a partir de la informació obtinguda de l'execució d'un conjunt de signatures de l'aplicació, per a un nombre reduït de processos. Una segona etapa de modelització de l'aplicació, on es genera el model lògic d'escalabilitat de cada fase rellevant de l'aplicació paral·lela, mitjançant el qual construir la traça lògica escalable de l'aplicació. Aquesta traça permetrà predir el comportament lògic de l'aplicació, a mesura que s'augmenta el seu nombre de processos. Finalment, l'última etapa de la metodologia consisteix en predir el rendiment de l'aplicació per a un nombre específic de processos. Per a això, la traça lògica escalable serà precisada per al nombre de processos per al qual es vol predir el rendiment de l'aplicació, amb l'objectiu de predir el temps de còmput i comunicació de cada fase rellevant de l'aplicació, per aquest nombre de processos , amb la finalitat d'obtenir el temps predit de l'aplicació. Gràcies a la corba d'escalabilitat de l'aplicació, proporcionada per la metodologia P3S, els usuaris poden seleccionar els recursos més adients per executar la seva aplicació al sistema destí, el que permet tenir la seguretat d'utilitzar els recursos del sistema de manera eficient.