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Técnicas para o mapeamento e optimização de desempenho para um aplicativo de previsão atmosférica em sistemas heterogêneos de alto desempenho

Processo: 17/04291-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 01 de junho de 2017 - 09 de junho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
Pesquisador responsável:Eduardo Marques
Beneficiário:Eduardo Marques
Pesquisador visitante: Pedro Nuno Cruz Diniz
Inst. do pesquisador visitante: University of Southern California (USC), Estados Unidos
Instituição-sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Computação de alto desempenho  Eficiência energética  Intercâmbio de pesquisadores 

Resumo

As mais recentes arquiteturas de computadores são ambas multi-core e heterogêneas disponibilizando um poder de cálculo e eficiência energética ordens de grandeza superiores aos sistemas de alto-desempenho de há apenas alguns anos atrás. Esta heterogeneidade aumenta sobejamente o grau de dificuldade do desenvolvimento de aplicativos para estes sistemas. De forma a fazer face a este desafio, iremos explorar neste projeto o uso de uma linguagem especifica de domínio (DSL) afim de facilitar a composição, compilação e síntese para sistemas de computação híbrida compostos de CPUs, GPUs e FPGAs. Esta linguagem permitirá a exploração de um espaço de soluções de programa com versões alternativas de código oferecendo funcionalidades equivalentes mas tendo como alvo dispositivos distintos e com parâmetros distintos. Como caso de estudo, iremos focar o nosso estudo numa aplicação de grande relevância - o sistema de modelação atmosférica regional do Brazil (BRAMS), um sistema operacional de área limitada providenciando previsão de tempo para todo o Brazil. Neste estudo de mapeamento e tuning do BRAMS iremos tirar partido de outras ferramentas comerciais desenvolvidas por terceiros para a geração de código de baixo nível (compilação e síntese) minimizando assim o risco e a dependência em tecnologias atuais e futuras. A utilização de uma linguagem DSL para o tuning de aplicativos como o BRAMS irá, estamos em crer, reduzir substancialmente o esforço e tempo despendido no tuning de aplicativos para arquiteturas atuais e futuras. De maior importância, é o fato de que esta metodologia permite igualmente, que as mesmas estratégias de tuning e mapeamento de código sejam reutilizadas aquando do upgrade das máquinas promovendo assim portabilidade de aplicativos e programadores. (AU)