Análisis, predicción y visualización del rendimiento de métodos iterativos en hpf y mpi

Resumen

El principal resultado de este trabajo es el desarrollo de una herramienta de análisis, predicción y visualización del rendimiento de la ejecución de métodos iterativos en el sistema multicomputador AP3000 de Fujitsu, Esta herramienta puede ser utilizada por el usuario de estos códigos para seleccionar la mejor combinación de método, recondicionador e implementación paralela para su problema concreto. En la herramienta se han incluido modelos de coste que permiten estimar el tiempo de ejecucción de estos métodos sin la necesidad de ejecutarlos. La implementación de una librería de métodos iterativos surgió de un proyecto de evaluación del multicomputador AP3000, del compilador de HPR y de la librería de pase de mensajes MPI disponibles en este sistema. Se eligió un conjunto representativo de métodos iterativos para sistemas lineales dispersos como aplicación. Primero se realizó una codificación eficiente de estos métodos usando "paralelismo de datos" como estrategia de programación. Muchas de las operaciones de vectores que se realizan en estas aplicaciones son implementadas eficientemente por un compilador de HPF, ya que son operaciones regulares de álgebra densa. El problema radica esencialmente en las computaciones irregulares, y fue resuelto con el uso de funciones intrínsecas. Aún así, una implementación basada en "pase de mensajes" resulta más eficiente que la implementación en HPF, y aprovechamos esta situación para investigar soluciones basadas en MPI para las computaciones irregulares que involucran a la matriz dispersa, y la posibilidad de integrar estos códigos en los métodos desarrollados en HPF. Esta combinación de modelos de programación implica una redistribución de datos entre el "mundo HPF" y el "mundo MPI", que también fueron objeto prioritario de estudio dentro del proyecto propuesto por Fujitsu y el CESGA. Una de las contribuciones más relevantes de esta tesis es la introducci