زمان بندي درون گره اي پردازه ها در سامانه هاي محاسباتي مقياس اگزا

كارشناسي ارشد

در طول سال هاي اخير، كنفرانس هاي علمي متعددي در سراسر جهان برگزار شده است كه نتايج آن، نشان دهنده وجود برخي سؤالات پژوهشي بي پاسخ در حوزه هاي مختلف علوم از جمله، آب و هوا، فيزيك هسته اي، علم مواد، شيمي، زيست شناسي و امنيت، بوده است. پاسخ به اين پرسش ها، بدون توسعه نسل بعدي سامانه هاي محاسباتي يعني سامانه هاي محاسباتي مقياس اگزا، امكان پذير نيست. دست يابي به سامانه هاي محاسباتي مقياس اگزا، داراي چالش هاي بسياري از جمله، مصرف بالاي انرژي، مقياس پذيري، نرخ بالاي ارسال و دريافت داده ها و بالا بودن نرخ رخداد خطا مي باشد. سامانه هاي محاسباتي مقياس اگزا به دليل داشتن گره هايي با حدود 1000 هسته ي پردازشي، داراي حجم بالايي از توازي در سطح درون گره اي هستند. اين موضوع منجر به افزايش تعداد نخ هاي برنامه هاي كاربردي مي شود كه مديريت ايجاد، از بين بردن و همزماني نخ ها، كاري دشوار است. از طرفي برنامه هاي كاربردي در حال ظهور در سامانه هاي محاسباتي توان بالا، داراي معماري مركب و چندانكليوي هستند. ظهور اين معماري جديد برنامه هاي كاربردي، بالا بودن سطح توازي و معماري ناهمگون گره هاي پردازشي اين نياز را به وجود مي آورد كه سيستم عامل و سامانه زمان اجرا بتوانند اين چالش ها را به هنگام انجام زمان بندي درون گره اي پردازه ها در نظر بگيرند. هدف ما، نگاشت پردازه هاي برنامه هاي كاربردي به هسته هاي پردازشي موجود در يك گره سامانه هاي محاسباتي مقياس اگزا است به گونه اي كه برخي از محدوديت هاي در نظر گرفته شده، محقق شوند. ايده ي اصلي، استفاده از روش هاي بهينه سازي عددي برنامه ريزي خطي صحيح دودويي و برنامه ريزي درجه دوم دودويي است، به گونه اي كه بتوانيم ميزان انتقال داده ها در سطح شبكه درون تراشه را با هدف كاهش ميزان مصرف انرژي و زمان برگشت پردازه هاي سامانه، كاهش دهيم. نتايج آزمايش نشان دهنده برتري روش برنامه ريزي درجه دوم دودويي نسبت به روش برنامه ريزي خطي صحيح دودويي در زمان بندي پردازه ها از طريق كاهش تعداد متغيرها مي باشد. واژه‌هاي كليدي: محاسبات توان بالا، سامانه هاي محاسباتي مقياس اگزا، زمان بندي، بهينه سازي.

190067

دانشگاه علم و صنعت ايران

نرم افزار

دكتر محسن شريفي