Computação de alto desempenho sustentável com processadores manycore de baixo consumo energético: proposta de mecanismos de comunicação entre processos

Abstract

O desempenho e a eficiência energética de processadores lightweight manycore é inegável. No entanto, a falta de interfaces de programação padronizadas e portáveis para esses processadores faz com que o desenvolvimento de software seja desafiante. Para tentar melhorar essa situação, a pesquisa se apoiou em um sistema operacional distribuído específico para essa classe de processadores (Nanvix) e um conjunto de abstrações de comunicação de baixo nível foi proposto pelo bolsista de iniciação científica que trabalhou durante os 6 primeiros meses do projeto (João Vicente Souto). A partir do trabalho desenvolvido anteriormente, o presente autor (João Fellipe Uller) desenvolveu uma implementação simplificada da Message Passing Interface (MPI), uma interface de programação paralela largamente utilizada na indústria e na pesquisa científica, para lidar com as restrições e as complexidades dos lightweight manycores. Essa implementação, batizada de LWMPI, se apoia sobre o conjunto de abstrações desenvolvido pelo bolsista anterior no Nanvix. Então, uma avaliação de desempenho no processador Kalray MPPA-256 foi realizada utilizando-se um conjunto de benchmarks relevantes. Os resultados obtidos com a LWMPI mostraram que a implementação proposta atinge uma escalabilidade de desempenho similar a uma interface de programação especificamente desenvolvida pela Kalray para o MPPA-256, além de expor uma interface de programação mais rica e portável para várias arquiteturas.