Methods and Techniques for the Automatic Parallel Code ...

6 Εισαγωγήανάλυση της επίδοσης υβριδικών προγραµµάτων.Η ερευνητική δραστηριότητα πάνω στην υβριδική παραλληλοποίηση αλγορίθµων δεν περιορίζεταιστη θεωρητική µελέτη και ανάλυση της επίδοσης µε χρήση µετροπρογραµµάτων, αλλά επεκτείνεταικαι στην εϕαρµογή της τεχνικής σε πραγµατικά προβλήµατα. Πράγµατι, παραδείγµατα εϕαρµογής τηςυβριδικής παραλληλοποίησης έχουν καταγραϕεί στη ρευστοδυναµική [GKKS00, Taf01, DK02, DK04,BDH + 02], την οπτική [Maj00, SEKBL04], τη γραµµική άλγεβρα [HD02, WHBF02], τη µετεωρολογία[LTD01], τη µοριακή δυναµική [Hen00,BDH + 02], τις αριθµητικές µεθόδους επίλυσης [Nak03,DGR05]κ.ά. Τα συµπεράσµατα για την αποδοτικότητα της υβριδικής προσέγγισης είναι σχετικά αµϕιλεγόµενα,καθώς σε κάποιες περιπτώσεις έχουν καταγραϕεί σηµαντικές βελτιώσεις, ενώ στις υπόλοιπες η σύνθετηυβριδική παραλληλοποίηση είτε αδυνατεί να υπερκεράσει σε απόδοση το µοντέλο ανταλλαγής µηνυ-µάτων ή ακόµα και υστερεί έναντι των ιδιαίτερα βελτιστοποιηµένων µονολιθικών MPI υλοποιήσεων.Σύµϕωνα µε τη βιβλιογραϕία, τα κυριότερα προτερήµατα του υβριδικού µοντέλου εντοπίζονταιαϕενός στην αξιοποίηση της µοιραζόµενης µνήµης για τη µείωση του χρόνου επικοινωνίας και αϕετέρουστη δυνατότητα εύκολης και αποδοτικής εξισορρόπησης του ϕορτίου µεταξύ των νηµάτων. Στηνπράξη, έχει διαπιστωθεί ότι η πολυνηµατική επεξεργασία ευνοεί τις περιπτώσεις εϕαρµογών που επιζητούνλεπτοµερή παραλληλοποίηση, καθώς έτσι µπορούν να αξιοποιηθούν αποδοτικότερα τόσο ηιεραρχία µνήµης µέσω της τοπικότητας αναϕοράς δεδοµένων όσο και οι δυνατότητες εξισορρόπησηςτου ϕορτίου των νηµάτων. Αντίθετα, η επικοινωνία µέσω ανταλλαγής µηνυµάτων ευνοείται κυρίως απόχονδροειδή παραλληλισµό, καθώς έτσι αµβλύνεται η παράλληλη επιβάρυνση της διαχείρισης των διεργασιώνκαι µετριάζεται το κόστος αρχικοποίησης της επικοινωνίας λόγω της αρχικής καθυστέρησης τουδικτύου. Το υβριδικό µοντέλο παρουσιάζει συχνά προβλήµατα στην επίδοση είτε λόγω συµϕόρησηςκατά την πρόσβαση στο κοινό υποσύστηµα µνήµης, είτε εξαιτίας των λιγότερο βελτιστοποιηµένων βιβλιοθηκώνπολυνηµατικής επεξεργασίας σε σχέση µε τις αντίστοιχες βιβλιοθήκες ανταλλαγής µηνυµάτων,είτε τέλος λόγω µη αποδοτικής εξισορρόπησης του ϕορτίου των νηµάτων κατά την απλή υβριδικήπροσέγγιση. Η σχετικά αυξηµένη προγραµµατιστική δυσκολία του υβριδικού µοντέλου έχει οδηγήσειστη σχεδόν αποκλειστική εµϕάνιση υβριδικών παραλληλοποιήσεων λεπτού κόκκου (fine-grain), όπουεϕαρµόζεται επαυξητική παραλληλοποίηση επιλεκτικά σε συγκεκριµένα τµήµατα του κώδικα ανταλλαγήςµηνυµάτων. Αντίθετα, οι υβριδικές υλοποιήσεις χονδρού κόκκου (coarse-grain), όπου υιοθετείταιένα SPMD προγραµµατιστικό µοντέλο εκτός των διεργασιών και ως προς τα νήµατα, είναι σχετικάπεριορισµένες, αϕού άλλωστε δεν υποστηρίζονται επαρκώς από τις υπάρχουσες MPI υλοποιήσεις.Συνοψίζοντας, ο προγραµµατισµός αρχιτεκτονικών κατανεµηµένης µοιραζόµενης µνήµης γενικότερα,καθώς και το υβριδικό µοντέλο παραλληλοποίησης ειδικότερα, θέτουν νέες προκλήσεις και αναθεωρούνσε κάποιο βαθµό τον τρόπο προσέγγισης των τεχνικών παραλληλοποίησης. Παρότι θεωρητικάτα υβριδικά µοντέλα προγραµµατισµού ϕαίνονται πιο κατάλληλα για τις πολυεπίπεδες ιεραρχι-