proPar Presentación Curso 15/16

Departamento: Sistemas Informáticos

(Bloque IV - Planta 4ª)Profesores:

Pablo Carazo D4417 email: pcarazo@etsisi.upm.es

TABLÓN DE ANUNCIOS: <==> www.dia.etsisi.upm.esNormas del CursoTutoríasNotasExámenes

PRÁCTICAS: Laboratorio 4405

L y X 11-13 18-19

proPar Presentación 2

Secretaria

L y J(15’00 a 18’00)

Mi despacho

Tablón

?

“Aumento de prestaciones”

• Alta productividad • Alto rendimiento

3 en un año

Más tareas en el mismo tiempo

Un año

6 meses

Misma tarea en menos tiempo

• + gente• + ahínco• mejor

• + CPU’s• + GHz• algoritmo

proPar Presentación 3

proPar Objetivo 4

• Poner a trabajar juntos a varios procesadores (2 ... 10.000 ...)

Decenas de núcleos

RED

¿Buses?

18 Miles de núcleos

Intel AMD Oracle

8 núcleos 8 núcleos 16 núcleos

61 16

OBJETIVOS: “Ejecutar un programa más rápido”

proPar Presentación 5

• Poner a trabajar juntos a varios procesadores (2 … 10.000 …)

• Implementaciones concretas (Prácticas)

• Técnicas básicas para el desarrollo de programas paralelos

• Entornos de desarrollo (Hw + Lenguaje + Depurador + Monitor)

Prensa 19/06/12: IBM recupera elliderazgo mundial supercomputadores

1.572.864 núcleos 16,32 PetaFlops1993 CM-5/1024 3 días 1 segundo

2008 Libro electrónico:How to Survive the Multicore

Software RevolutionParalelismo en el PC Gran desafío

Intel AMD Oracle

8 núcleos 8 núcleos 16 núcleos

OBJETIVOS: “Ejecutar un programa más rápido”

proPar Presentación 6

Prensa 19/06/12: IBM recupera elliderazgo mundial supercomputadores

1.572.864 núcleos 17,17 PetaFlops1993 CM-5/1024 3 días 1 segundo

TOP500 Jun/2013: China duplicala capacidad del Titan 2 años antes

3.120.000 núcleos 33,86 PetaFlops

¿ Jun2015 ?

1

2

3

Titan (USA) con 560.640 núcleos

proPar Presentación 7Prensa 7/08/2015: Golpe en la carrera de los superodenadores

Obama impulsa la supercomputación con una máquina que permitirá hacer un trillón de cálculos por segundo y podrá

predecir con una exactitud inédita el cambio climático

x30

proPar Presentación 8

Programa de Teoría

1 Computadores Paralelos

2 Programación basada en paso de mensajes (MPI)

3 Técnicas básicas de programación paralela

Compulsiva, Divide y vencerás, Pipeline,

Síncrona, Equilibrado de carga y Terminación

4 Programación basada en memoria común (OpenMP, CUDA)

5 Algoritmos y aplicaciones

Ordenación, Numéricos, Imagen, Búsqueda

Bibliografía• Transparencias Fotocopias?? / WWW

• “Parallel Programming. .....”. B. Wilkinson & M. Allen - P.H. 1999-2005

• “Parallel Programming in C with MPI and OpenMP”. Quinn,M.J. – MGH 2003

proPar Presentación 9

Relación con otras asignaturas:

1 Computadores Paralelos

2 Programación con paso de mensajes (MPI)

3 Técnicas básicas de programación paralela

4 Programación con memoria común (OpenMP)

5 Algoritmos y aplicaciones

Ordenación, Numéricos, Imagen, Búsqueda

Arquitecturas Paralelas

Programación …

Concurrente y Sistemas

OperativosAlgorítmica y complejidad

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• Planificación.. 23 de Sep => Agruparse en grupos de dos

.. 2 de Dic => 5 turnos de 2+2 horas

1. Toma de contacto (mediciones de tiempos)

2. Montecarlo (PI), Divide y vencerás (# veces)

3. Cálculo de números primos

4. Cálculo de fractales

5. Entorno OpenMP: PI y ordenación

• Las prácticas

• Entorno•Cluster de 9 PC’s –cada uno 4 núcleos- (Lab4405) + PC9•Lenguaje de programación “C”•MPI “Message Passing Interface”

Programa de Prácticas

¿Breviario de C?

CUDA

proPar Presentación 11

Dibujaremos este fractal en secuencial en 43 segundos y, utilizando 16 núcleos, lo

conseguiremos dibujar en tan sólo 3 segundos

proPar Presentación 12

proPar Presentación 13

Pentium Core 2 Quad Q66002,4GHz • 8ML2 • 4GB • 500GB

Red E.U.I.Switch

GigaEthernet

pc1pc2pc3pc5 pc4

pc6

pc7pc8

Core i7

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Pentium Core 2 Quad Q82002,4GHz • 4ML2 • 2GB • 300GB

PC10 PC11

proPar Presentación 15

2 Xeon E5520 Quad2,26GHz • 8ML3 • 12GB • 500GB

PC9

proPar Presentación 16

3 * NVIDIA GEFORCE GTX 6602GB GDDR5 960 núcleos 1,03 GHz

1 * NVIDIA GEFORCE GTX 7502GB GDDR5 512 núcleos 1,14 GHz

proPar Presentación 17

34,245 seg

1,329 seg8,840 seg

MPI4 núcleos

1,809 seg

MPI32 núcleos

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Parallella Epiphany-16 Desktop Computer16 núcleos 600MHz => 19,2 GFlops

Zynq dual core ARM-A9 1GB SDRAM

µSD

µHDMI

µUSB GigabitEthernet

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proPar Presentación Planificación 21

SeptiembreL 7X 9L 14X 16L 21X 23L 28X 30

OctubreL 5X 7L 12X 14L 19X 21L 26X 28

Presentación

comParale

Teoría

pasoMsj

Prácticas

compulsiva

divideVence1. Contacto

1. Contacto

2. MonteCar

2. MonteCar

T1 y …

pipeline

NoviembreL 2X 4L 9X 11L 16X 18L 23

DiciembreL 30

X 2L 7X 9

síncrona

Teoría

pasoMsj

Prácticas

equiliTermi

T2 mComún

memComún

3. Primos

4. Fractales

5. openMP

ordenación

X 25

4. Fractales

3. Primos

L 14X 16

ordenación

5. openMP

memComún

T3 Artículos

comParale

ArtículosL 21

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• Evaluación contínua [Adherirse* ..5Oct]Asistencia 4 puntos (Control + tests)

Trabajo 2 puntos (Exposición o Escrito)

Práctica 4 puntos (Funcionando en 1,2,4,8,16 núcleos)

• “A Common Parallel Computing Framework for Modeling Hydrological Processes of River Basins”, 2011

• “AA-Sort: A New Parallel Sorting Algorithm for Multi-core Parallel Systems”, 2007

• “Un banco de pruebas de ordenación paralela”, 2007

• “CUDA-based Real-time Face Recognition System”, 2014

• “Invasive MPI on Intel’s Single-Chip Cloud Computing”, 2012

Competencia “Análisis y síntesis”

Guía de aprendizaje

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ActividadHoras

presencialesHoras no

presenciales Horas totales

Clases

Prácticas

Presentación artículos

Tests

Tutorías

Totales

28

20

4

3

1

56

28

40

14

12

0

94

56

60

18

15

1

150

FIN