Methods and Techniques for the Automatic Parallel Code ...

8 Εισαγωγήτου αλγορίθµου αυτού.• Ισοδύναµα, περιγράϕεται αυτόµατη τεχνική για τον υπολογισµό κατάλληλου µετασχηµατισµούυπερκόµβων, που ελαχιστοποιεί την επικοινωνία µεταξύ διεργασιών κατά την παράλληλη εκτέλεσητου προγράµµατος σε πεπερασµένο πλήθος διεργασιών. Αναδεικνύεται ο ισοµορϕισµόςµεταξύ των δύο προβληµάτων, δηλαδή αυτού της επιλογής κατάλληλης καρτεσιανής τοπολογίαςδιεργασιών και εκείνου του προσδιορισµού κατάλληλου µετασχηµατισµού υπερκόµβων. Έτσι,συσχετίζεται η ιδιαίτερα δηµοϕιλής παράλληλη προγραµµατιστική πρακτική διανυσµατοποίησηςτου χώρου των διεργασιών, που συνταιριάζει αρµονικά τις µονάδες εκτέλεσης του παράλληλουπρογράµµατος µε το ϕυσικό πεδίο εϕαρµογής (application domain) του προβλήµατος, µε ένανιδιαίτερα διαδεδοµένο µη γραµµικό µετασχηµατισµό της διεθνούς βιβλιογραϕίας, το µετασχηµατισµόυπερκόµβων. Ο προτεινόµενος µετασχηµατισµός συγκρίνεται πειραµατικά µε τη συνήθηπρακτική, που αποσκοπεί στην ελαχιστοποίηση του αριθµού των παράλληλων βηµάτων εκτέλεσης,χωρίς όµως να λαµβάνει υπόψη τη ϕύση του συγκεκριµένου υπό παραλληλοποίηση αλγορίθ-µου (χώρος επαναλήψεων, εξαρτήσεις δεδοµένων). Στο πλαίσιο της πειραµατικής αξιολόγησης,καταγράϕονται σηµαντικές βελτιώσεις της επίδοσης του προγράµµατος κατά την υιοθέτηση τηςπροτεινόµενης τοπολογίας διεργασιών.• Γίνεται εκτενής προτυποποίηση, διερεύνηση και αξιολόγηση διαϕορετικών τεχνικών υβριδικήςπαραλληλοποίησης για τους αλγορίθµους ϕωλιασµένων βρόχων. Συγκεκριµένα, προδιαγρά-ϕονται υλοποιήσεις σε MPI-OpenMP λεπτού κόκκου, όπου εϕαρµόζεται επιλεκτικά επαυξητικήπαραλληλοποίηση υπολογιστικά απαιτητικών τµηµάτων του κώδικα ανταλλαγής µηνυµάτωνµε χρήση οδηγιών πολυνηµατικής επεξεργασίας. Επιπλέον, προτείνονται και προδιαγράϕονταιυβριδικές υλοποιήσεις χονδρού κόκκου, στις οποίες η πολυνηµατική ροή εκτέλεσης υιοθετείταισχεδόν στο σύνολο του προγράµµατος µε κάθε νήµα να διαχωρίζει το υποσύνολο δεδοµένωνκαι λειτουργιών του βάσει του µοναδικού αναγνωριστικού του κατά το SPMD πρότυπο, παρό-µοια µε τις διεργασίες στο µοντέλο ανταλλαγής µηνυµάτων. Εξετάζεται η περίπτωση τόσο τηςπλήρους όσο και της µερικής πολυνηµατικής υποστήριξης από τη µεριά της βιβλιοθήκης ανταλλαγήςµηνυµάτων, ανάλογα µε το κατά πόσο είναι επιτρεπτό να γίνονται κλήσεις σε λειτουργίεςεπικοινωνίας εντός της εµβέλειας πολυνηµατικών περιοχών. Παράλληλα, εντοπίζονται και επισηµαίνονταιτα εγγενή µειονεκτήµατα της πιο συχνά χρησιµοποιούµενης προσέγγισης υβριδικούπρογραµµατισµού, που σε αρκετές περιπτώσεις ακυρώνουν πολλά από τα πλεονεκτήµατα αυτού,καταλήγοντας ακόµα και σε χειρότερη επίδοση σε σχέση µε τη µονολιθική παραλληλοποίηση µέσωανταλλαγής µηνυµάτων.• Προτείνονται τεχνικές αποδοτικής εξισορρόπησης του ϕορτίου των νηµάτων στο υβριδικό µο-