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Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)最新文献

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Towards an Autonomous Framework for HPC Optimization: Using Machine Learning for Energy and Performance Modeling 迈向高性能计算优化的自主框架:使用机器学习进行能源和性能建模
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8689
Vinícius Klôh, Matheus Gritz, B. Schulze, Mariza Ferro
{"title":"Towards an Autonomous Framework for HPC Optimization: Using Machine Learning for Energy and Performance Modeling","authors":"Vinícius Klôh, Matheus Gritz, B. Schulze, Mariza Ferro","doi":"10.5753/wscad.2019.8689","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8689","url":null,"abstract":"Performance and energy efficiency are now critical concerns in high performance scientific computing. It is expected that requirements of the scientific problem should guide the orchestration of different techniques of energy saving, in order to improve the balance between energy consumption and application performance. To enable this balance, we propose the development of an autonomous framework to make this orchestration and present the ongoing research to this development, more specifically, focusing in the characterization of the scientific applications and the performance modeling tasks using Machine Learning.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129021195","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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O Impacto da Interconexão de Rede no Desempenho de Programas Paralelos 网络互连对并行程序性能的影响
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8658
Anderson M. Maliszewski, Eduardo Roloff, Dalvan Griebler, P. Navaux
{"title":"O Impacto da Interconexão de Rede no Desempenho de Programas Paralelos","authors":"Anderson M. Maliszewski, Eduardo Roloff, Dalvan Griebler, P. Navaux","doi":"10.5753/wscad.2019.8658","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8658","url":null,"abstract":"O desempenho de aplicações paralelas depende de dois componentes principais do ambiente; o poder de processamento e a interconexão de rede. Neste trabalho, foi avaliado o impacto de uma interconexão de alto desempenho em programas paralelos em um cluster homogêneo de servidores interconectados por Gigabit Ethernet 1 Gbps e InfiniBand FDR 56 Gbps. Foi realizada uma caracterização do NAS Parallel Benchmarks em relação à computação, comunicação e custo de execução em instâncias da Microsoft Azure. Os resultados mostraram que, em aplicações altamente dependentes de rede, o desempenho pode ser significativamente melhorado ao utilizar InfiniBand a um custo de execução melhor, mesmo com o preço superior da instância.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"141 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122856317","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Simulação de Redes Reguladoras de Genes com Lógica Booleana e Limiar em Plataformas Alto Desempenho 在高性能平台上用布尔逻辑和阈值模拟基因调节网络
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8680
W. Rosa, H. P. Baranda, Michael Canesche, M. M. Menezes, Lucas Bragança, S.T.V. Magalhães, J. Nacif, Ricardo Ferreira
{"title":"Simulação de Redes Reguladoras de Genes com Lógica Booleana e Limiar em Plataformas Alto Desempenho","authors":"W. Rosa, H. P. Baranda, Michael Canesche, M. M. Menezes, Lucas Bragança, S.T.V. Magalhães, J. Nacif, Ricardo Ferreira","doi":"10.5753/wscad.2019.8680","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8680","url":null,"abstract":"As redes reguladoras de genes são modelos baseados em grafos muito utilizadas para estudar o comportamento de células, processos de diferenciação celular ou tratamento e evolução de doenças. Uma rede pode ser implementada por um grafo com equações booleanas. Os algoritmos usados nas simulações das redes avaliam estas equações várias vezes ao longo da execução. Este artigo propõe um estudo das implementações em CPU, GPU e FPGA da operação básica que é o cálculo do próximo estado. Exploramos as técnicas de vetorização e paralelização com AVX e OpenMP para os processadores e uma nova arquitetura dinâmica é proposta para simplificar o uso das soluções com FPGA. Além do modelo booleano, mostramos como as redes podem ser transformadas em equações com somas de peso e limiares. Finalmente, 16 redes biológicas usados na literatura foram avaliadas, onde as implementações em CPU com OMP apresentaram uma aceleração de 3x em comparação com a CPU, as implementações em GPU foram em média 57,3x mais rápidas que a CPU e finalmente as implementações em FPGA foram em média 86,7x mais rápidas que a CPU. ∗","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"42 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131465726","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Roofline Analysis and Performance Optimization of the MGB Hydrological Model MGB水文模型的顶线分析与性能优化
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8657
H. Freitas, C. Mendes
{"title":"Roofline Analysis and Performance Optimization of the MGB Hydrological Model","authors":"H. Freitas, C. Mendes","doi":"10.5753/wscad.2019.8657","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8657","url":null,"abstract":"The Roofline model gives insights about the performance behavior of applications bounded by either memory or processor limits, providing useful guidelines for performance improvements. This work uses the Roofline model on the analysis of the MGB model that simulates hydrological processes in largescale watersheds. Real-world input data are used to characterize the performance on two multicore architectures, one with only CPUs and one with CPUs/GPU. The MGB model performance is improved with optimizations for better memory use, and also with shared-memory (OpenMP) and GPU (OpenACC) parallelism. CPU performance achieves 42.51 % and 50.17 % of each system’s peak, whereas GPU performance is low due to overheads caused by the MGB model structure.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"10 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128438770","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Performance Evaluation of Compiler Optimizations in FPGA Accelerators FPGA加速器中编译器优化的性能评估
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8681
Gustavo Leite, A. Baldassin, G. Araújo, J. N. Amaral
{"title":"Performance Evaluation of Compiler Optimizations in FPGA Accelerators","authors":"Gustavo Leite, A. Baldassin, G. Araújo, J. N. Amaral","doi":"10.5753/wscad.2019.8681","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8681","url":null,"abstract":"With the increasing power wall in microprocessor design, engineers shifted their attention to heterogeneous architectures, wherein several classes of devices are used for computation. Among them are FPGAs which offer comparable performance to CPUs while consuming only a fraction of energy. Despite the increasing interest in these devices, programmability and performance engineering in FPGAs remain hard. This work presents an evaluation of the most prominent code transformations targeting FPGAs. More specifically, it studies the performance effect of unrolling loops, replicating compute units and transferring data using DMA in a matrix multiplication OpenCL kernel through an Intel® FPGA. The results indicate that these optimizations can achieve speedups up to 3.78× for a matrix multiplication application, and 412.5× speedup in data transfer.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"2007 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114337472","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Acelerando a construção de vocabulário e matriz de co-ocorrência em bases textuais 在文本数据库中加速词汇和共现矩阵的构建
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8687
C. Barros, W. S. Martins
{"title":"Acelerando a construção de vocabulário e matriz de co-ocorrência em bases textuais","authors":"C. Barros, W. S. Martins","doi":"10.5753/wscad.2019.8687","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8687","url":null,"abstract":"Duas tarefas que se destacam no pré-processamento de textos são a construção de um vocabulário e a geração de uma matriz de co-ocorrências de palavras. Para um volume de dados crescente e não estático, estas tarefas requerem um alto custo computacional. Neste artigo, exploramos paralelismo para viabilizar este processamento. Apresentamos algoritmos paralelos para extrair o vocabulário e produzir a matriz de co-ocorrências e implementamos os mesmos em arquiteturas multicore e manycore (GPU). Os experimentos, utilizando uma base de dados padrão, mostram que nossa implementação consegue ser até 21x mais rápida que uma solução estado-da-arte (GloVe) sequencial na realização das mesmas tarefas.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"27 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127537598","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Uma Interface de Programação de Aplicações para o BRKGA na plataforma CUDA CUDA平台上BRKGA的应用程序编程接口
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8653
E. Xavier
{"title":"Uma Interface de Programação de Aplicações para o BRKGA na plataforma CUDA","authors":"E. Xavier","doi":"10.5753/wscad.2019.8653","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8653","url":null,"abstract":"Neste artigo apresentamos o desenvolvimento de uma Interface de Programação de Aplicações (IPA) para o framework Biased Random-Key Genetic Algorithms (BRKGA), para execução na plataforma CUDA. Nós comparamos a performance da IPA para BRKGA proposta contra uma IPA padrão para BRKGA proposta por Toso e Resende, e mostramos que mesmo usando uma GPGPU de entrada, é possı́vel obter um speedup significativo. No mesmo espı́rito da IPA padrão para BRKGA, nós desenvolvemos a nossa IPA de tal forma que os aspectos lógicos principais do BRKGA são considerados na IPA e pouco esforço de um usuário é requerido para usar a IPA para implementar soluções para problemas especı́ficos. O trabalho do usuário é a implementação de uma função dependente do problema, que dado um vetor de chaves aleatórias computa uma solução para o problema sendo considerado. Nós apresentamos um exemplo de uso da IPA para o problema Traveling Salesman Problem (TSP) e mostramos que a execução da IPA em CUDA é mais rápida do que a execução da IPA padrão mesmo quando esta última é executada em paralelo com uso de OpenMP com várias threads de processamento.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"126532932","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Exploração do Projeto de Sistemas Baseados em GPU ciente de Dark Silicon 暗硅感知GPU系统的设计探索
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8682
R. Santos, Rhayssa Sonohata, Casio Krebs, Daniela Catelan, Liana Duenha, Diego Segovia, M. T. Santos
{"title":"Exploração do Projeto de Sistemas Baseados em GPU ciente de Dark Silicon","authors":"R. Santos, Rhayssa Sonohata, Casio Krebs, Daniela Catelan, Liana Duenha, Diego Segovia, M. T. Santos","doi":"10.5753/wscad.2019.8682","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8682","url":null,"abstract":"Este artigo propõe uma infraestrutura para realizar a exploração do espaço de projetos de sistemas computacionais com unidades de processamento gráfico (GPUs) em conjunto com núcleos para processamento de propósito geral, com o objetivo de reduzir dark silicon e aumentar o desempenho do sistema em tempo de projeto. A ferramenta GPGPUSim de simulação e estimativa fı́sica de projeto foi estendida para realizar estimativas de dark silicon das plataformas de GPUs e, em seguida, foi integrada ao framework MultiExplorer. Adicionalmente, foi desenvolvida uma estratégia para estimativa de desempenho das plataformas de GPU e a modelagem de bases de dados que passaram a utilizar tanto núcleos de GPU quanto de plataformas multicore (núcleos de propósito geral), possibilitando, assim, a exploração do espaço de projeto buscando arquiteturas heterogêneas GP-GPUs.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"93 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127067125","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Coherence State Awareness in Way-Replacement Algorithms for Multicore Processors 多核处理器路径替换算法中的相干状态感知
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8672
M. Souza, H. Freitas, F. Pétrot
{"title":"Coherence State Awareness in Way-Replacement Algorithms for Multicore Processors","authors":"M. Souza, H. Freitas, F. Pétrot","doi":"10.5753/wscad.2019.8672","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8672","url":null,"abstract":"Due to their performance impact on program execution, cache replacement policies in set-associative caches have been studied in great depth. Currently, most general-purpose processors are multi-core, and among the very large corpus of research, and much to our surprise, we could not find any replacement policy that does actually take into account information relative to the sharing state of a cache way. Therefore, in this paper we propose to add, as a complement to the classical time-based related way-selection algorithms, an information relative to the sharing state and number of sharers of the ways. We propose several approaches to take this information into account, and our simulations show that LRU-based replacement policies can be slightly improved by them. Also, a much simpler policy, MRU, can be improved by our strategies, presenting up to 3.5× more IPC than baseline, and up to 82% less cache misses.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"40 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115932538","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Avaliação do Docker Volume e do NFS no Compartilhamento de Sistemas de Arquivos em Contêineres 评估容器文件系统共享中的Docker卷和NFS
Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD) Pub Date : 2019-11-08 DOI: 10.5753/wscad.2019.8690
M. Schaefer, N. G. Bachiega, P. Souza, S. Bruschi
{"title":"Avaliação do Docker Volume e do NFS no Compartilhamento de Sistemas de Arquivos em Contêineres","authors":"M. Schaefer, N. G. Bachiega, P. Souza, S. Bruschi","doi":"10.5753/wscad.2019.8690","DOIUrl":"https://doi.org/10.5753/wscad.2019.8690","url":null,"abstract":"A atual demanda por poder computacional exige que novos recursos sejam utilizados para aumentar a eficiência energética, reduzir custos operacionais, reduzir espaço nos centros de dados e, consequentemente, diminuir a emissão de carbono na atmosfera. Neste contexto, contêineres representam uma tecnologia de virtualização que tentam resolver essas demandas. Dessa forma, avaliar seu desempenho é fundamental para sua adoção em larga escala. Este artigo investiga, através de um experimento, o desempenho em termos de tempo de resposta de volumes para contêineres Docker Volume e NFS, visto que tal análise não foi encontrada nos trabalhos relacionados. Os resultados mostram que há diferença significativa entre todos os testes com o Docker Volume e o NFS assíncrono e alguns diferenças significativas com o NFS síncrono.","PeriodicalId":117711,"journal":{"name":"Anais do Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD)","volume":"47 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129524703","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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