Đăng nhập để tải tài liệu không giới hạn
Tham gia 8.000+ người dùng Thư Viện Luận Án
CẢI TIẾN MÔ HÌNH CAPE CHO HỆ THỐNG TÍNH TOÁN ĐA LÕI
KHOA HỌC MÁY TÍNH
OpenMP là một giao diện lập trình ứng dụng (API) mạnh mẽ cho lập trình song song trên các hệ thống bộ nhớ chia sẻ, nhưng lại không hỗ trợ nguyên bản cho các kiến trúc sử dụng bộ nhớ phân tán như cluster hay grid. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực nghiên cứu để chuyển đổi OpenMP lên các hệ thống này, trong đó CAPE (Checkpointing Aided Parallel Execution) là một tiếp cận đầy triển vọng dựa trên kỹ thuật chụp ảnh tiến trình, các phiên bản CAPE trước đây vẫn chưa khai thác triệt để khả năng của các bộ vi xử lý đa lõi phổ biến hiện nay, dẫn đến lãng phí tài nguyên.
Luận án này được thực hiện với động lực nhằm khắc phục hạn chế trên, đề xuất một mô hình hoạt động CAPE mới để khai thác tốt hơn tài nguyên hệ thống máy tính sử dụng CPU đa lõi và tăng tốc độ tính toán. Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể bao gồm: (1) nghiên cứu và đề xuất mô hình hoạt động của CAPE trên hệ thống tính toán đa lõi; (2) nghiên cứu và xây dựng phiên bản kỹ thuật chụp ảnh đa tiến trình phù hợp với mô hình CAPE trên hệ thống tính toán đa lõi; (3) nghiên cứu và đề xuất giải pháp chia sẻ dữ liệu của CAPE trên hệ thống tính toán đa lõi; và (4) phát triển hệ thống phần mềm tương ứng với mô hình CAPE mới đề xuất và đánh giá hiệu năng của nó so với mô hình CAPE trước đó và với MPI.
Kết quả nghiên cứu đã thành công trong việc mở rộng mô hình hoạt động của CAPE để khai thác hiệu quả hơn khả năng của các bộ vi xử lý đa lõi trên các nút tính toán. Mô hình mới bổ sung thêm một mức song song thứ hai (đa luồng) khi thực hiện các đoạn mã tính toán trên các nút phụ. Phân tích lý thuyết và kết quả thực nghiệm chứng minh mô hình mới giúp hiệu năng hệ thống khi áp dụng CAPE tăng tuyến tính với số lõi CPU. Một đóng góp quan trọng là việc phát triển thành công kỹ thuật chụp ảnh tiến trình gia tăng rời rạc phù hợp với CAPE đa luồng, chạy ở mức không gian người dùng để đảm bảo tính ổn định cao. Luận án cũng đã xử lý thành công các vấn đề chia sẻ dữ liệu của OpenMP trên hệ thống bộ nhớ phân tán.
Hiệu năng của CAPE mới tiệm cận với MPI (chênh lệch khoảng 8%), chứng tỏ khả năng vận hành ổn định và hiệu quả. Với đặc tính dễ học, dễ dùng của OpenMP, CAPE cải tiến cung cấp một cách thức lập trình song song ưu việt trên hệ thống sử dụng bộ nhớ phân tán.
Tải không giới hạn tất cả tài liệu, không cần chờ. Chỉ từ 199.000đ/tháng.
Xem gói hội viên