Dağınık Çok Çekirdekli CPU ve Çoklu GPU Sistemleri İçin Heterojen Programlama Kütüphanesi

Abstract

Son yıllarda, yüksek hesaplama performansına ihtiyaç duyan uygulamaların en çok tercih ettiğibilgisayar mimarisi, çok çekirdekli CPU’lara eklenmiş çoklu GPUlardan oluşan heterojen sistemlerdir.Fakat bu tür sistemlerin programlanması alışagelmiş olduğumuz tek işlemci ve hatta çok işlemciprogramlamasından çok daha karmaşıktır.Bu projede, dağınık heterojen sistemler için, programcının verimliliğini artıran ve taşınabilme özelliğiolan bir paralel yazılım kütüphanesi geliştirilmiştir. Proje sıradan bir kütüphaneden çok, C++ dilininiçinde yer alan küçük, yeni bir programlama dilidir. Öyle ki programcı yazdığı herhangi bir C++ programıiçinde bu küçük dilin çekirdek fonksiyon ve veri tiplerini de kullanıp donanımda yer alan bütün paralelişlem cihazlarından (CPU/GPU) faydalanılarak paralel programları kolaylıkla yazabilmektedir.Her karmaşık yazılımda olduğu gibi Heterogeneous Programming Library (HPL) çeşitli katmanlardanoluşmaktadır. Ilk katmanı tekli CPU-GPU ortamında çalışmaktadır. İkinci katmandaki HPL ortak belleklitek-CPU bağlı, çoklu GPU sistemlerini kullanma katmanıdır. Son olarak da dağınık bellekli çoklu CPU GPU sistemlerini kullanana distHPL katmanıdır. İlk iki katman için dergi yayını yapmış bulunmaktayız.Son adim için ise teknik raporumuzu hazırladık, yayın yapmaya çalışıyoruz. Geliştirdiğimiz HPLkütüphanesi taşınırlık, kolay programlama ve performans metriklerinde başarılı sonuçlar elde edildi.Örneğin OpenCL ile karşılaştırıldığında, HPL ile yazılan uygulamalarda %70-%90 oranlarda yazımkolaylığı gözlemledik. Son aşamada, iki biyoinformatik algoritmasını, geliştirdiğimiz programlamamodeliyle yazarak, yüksek hesaplamalı heterojen platformlarda çalıştırdık.