Адаптивный метод распределения SPMD
реклама
Адаптивный метод распределения SPMD-заданий в грид Паньшенсков Михаил, 545 группа Научный руководитель: Лукичев А.С. Рецензент: Демьянович Ю.К.. . 19 июня 2007 года Введение • Грид – современная среда для выполнения распределенных вычислений • SPMD (Single Program Multiple Data) задача • Вход задачи: множество данных; Исполнение: цикл по множеству данных; • Вход подзадачи: элемент данных; Исполнение: одна программа; • SPMD-задача с гомогенным входом • Время исполнения на одной целевой системе для всех подзадач одинаково Примеры SPMD-задач с гомогенным входом • задачи визуализации – визуализация фрактала Жюлиа • математическое моделирование методом Монте-Карло – моделирование поверхностных реакций • задачи информационного поиска – проект SETI@Home - поиск сигналов внеземных цивилизаций Постановка задачи оптимального распределения • Предоставлены n процессоров и m подзадач. • Задача оптимального распределения подзадач: распределить блоки подзадач между процессорами так, что сумма общего времени выполнения вычислений и затрат на коммуникацию будет минимальной. Обратная связь Целевые системы Распределение Данные Результат Разделитель Балансировщик Объединитель Схема работы для целевой системы • На целевой системе параллельно выполняются: – Загрузка/Выгрузка данных – Выполнение подзадач • На балансировщике последовательно выполняются: – Оценка параметров – Выбор размера блока Алгоритмы • Оценки производительности и стоимости коммуникаций – Метод наименьших квадратов • Вычисление оптимальной длины блока – Обмен данными параллельно с вычислениями • Распределение подзадач между целевыми системами – Многопоточная схема управления Апробация предлагаемого алгоритма балансировки • Среда запуска задач, моделирующая грид 100 90 – На основе RMI – 6 машин с разной производительностью • Тестовое SPMDприложение – Визуализация фрактала Жюлиа Время выполнения (сек) • Аппаратные ресурсы 80 70 60 50 Случайное разбрасывание 40 Адаптивное распределение 30 20 10 0 1 2 3 4 5 Номер целевой системы 6 Результаты • Дано определение программной модели SPMD с гомогенным входом • Поставлена задача оптимизации распределения вычислений • Подход к решению задачи 1. Адаптивного распределения подзадач 2. Вычисление оптимальной длины блока 3. *Оценки производительности и стоимости коммуникаций Результаты • Проведены эксперименты в среде моделирующей грид – На основе Java RMI • Исследованы технологические аспекты применения в грид-системах: – Grid Programming Environment Заключение • Результаты работы приняты к докладу на международной конференции ICCSA'2007 • Планируется дополнить и расширить применимость алгоритма: – Одновременное исполнение нескольких SPMDзадач – Более сложные схемы оценивания коммуникации • Планируется реализация алгоритма для гридсистем GPE и EGEE СПАСИБО!
