2020-01-15
101
Автоматическое распараллеливание программ на DVM и DVM/OpenMP
При распараллеливании программы на DVM пользователю необходимо:
1) распределить массивы данных между узлами
2) распределить витки циклов между узлами по принципу собственных вычислений
3) организовать доступ к удаленным данным.
При распараллеливании на на DVM/OpenMP пользователю дополнительно следует выполнить еще один шаг:
4) распределить витки циклов, распределенные на узел, между ядрами на узле.
Отметим, что эти этапы можно выполнить различными способами. Полученные варианты распараллеливания будут иметь различную эффективность.
Рассмотрим общий алгоритм работы автоматического распараллеливателя Fortran-программ – DVM-эксперта. Пользуясь результатами анализа последовательной программы, DVM-эксперт формирует варианты распределения данных и вычислений Fortran-программы. Будем называть DVM-вариантом программу на языке Fortran-DVM, сгенерированную DVM-экспертом. DVM-вариантотражает один из способов распараллеливания последовательной программы на языке DVM. DVM-директивы несут для параллельного компилятора информацию о том, как следует выполнить пункты 1) – 3). Вариантов распараллеливания программы для одной Fortran-программы может быть несколько, поэтому среди всех возможных DVM-вариантов следует отыскать наилучший, и выдать его пользователю системы. Чтобы определить, какой из DVM-вариантов лучше, DVM-эксперт обращается к Библиотеке предсказателя производительности DVM-программ, сокращенно Библиотеке DVM-предиктора. DVM-предиктор моделирует параллельное выполнение DVM-программы и вычисляет характеристики эффективности параллельного выполнения DVM-программы. Полученные характеристики позволяют DVM-эксперту выбрать наилучший DVM-вариант.
DVM/OpenMP-эксперт является доработкой DVM-эксперта. После генерации вариантов распараллеливания программы на DVM, каждый DVM-вариант следует распараллелить на OpenMP – то есть выполнить пункт 4). Полученные DVM/OpenMP-программы будем называть DVM/OpenMP-вариантами.
Структура DVM-эксперта
Для начала, рассмотрим структуру и принцип работы DVM-эксперта, существовавшего до начала работы.
Рисунок 2. Схема работы DVM-эксперта
База данных подается на вход Блоку поиска DVM-вариантов, который пользуется результатами анализа программы, и формирует варианты распараллеливания программы на DVM (DVM-варианты). Далее, DVM-варианты передаются Блоку поиска наилучшего DVM-варианта, который выбирает решетку процессоров и наилучший вариант распараллеливания программы. Затем Блок записи результатов в Базу данных записывает выбранный вариант распараллеливания в Базу данных.
Теперь рассмотрим, как следует изменить структуру DVM-эксперта, чтобы получить DVM/OpenMP-эксперт.
