Estudo de casos com aplicações científicas de alto desempenho em agregados de computadores multi-core

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Este trabalho de dissertação concentra seu esforço no estudo empírico de três casos com ambientes de cluster distintos e homogêneos, sendo que dois deles são ambientes operacionais de empresas. Tais agregados são compostos por computadores multiprocessados com processadores mono-core e multi-core (dual-core e quad-core), interconectados por redes Gigabit Ethernet, e outro ambiente interconectado por uma rede Myrinet. O primeiro estudo de caso foi realizado em um ambiente experimental como um exercício empírico sobre a relação entre tecnologias de rede de interconexão e características inerentes a aplicaçõoes paralelas. Com isso, pretendeu-se entrar em contato com a realidade da computação paralela por meio de arquiteturas paralelas distribuídas como os agregados de computadores. Além disso, pode-se conhecer e analisar as diferenças em desempenho oferecido por sistemas de comunicação distintos, como a tecnologia de rede Myrinet face a tecnologia Ethernet, diante de aplicaçoes de granularidades distintas, bem como compreender as métricas comumente adotadas em avaliaçoes de desempenho. Dentre as contribuições do trabalho de pesquisa e experimentaço desenvolvido está a redução do tempo de execução de aplicaçoes científicas grand challenge, como a modelagem numérica de previsão meteorológica. Sendo assim, busca-se como resultado a otimização de desempenho do ambiente de cluster em comparaçõo na sua condição anterior, sem nenhuma especialização na aplicação em foco. Nesse sentido, dois estudos de casos foram realizados em agregados de computadores pertencentes a organizações, em uma aproximação com a realidade da computação de alto desempenho em ambientes de produção. Com a realizaçãoo deste estudo empírico como um todo, pode-se contrastar na prática os pontos estudados durante a revisão bibliográfica. Foi possível compreender melhor as vantagens e desvantangens envolvidas nesses ambientes enquanto sistemas paralelos distribuídos, com o foco voltado a modelagem de sistemas de alto desempenho em ambientes de produção. Durante o processo de otimização do desempenho, entrou-se em contato com os mecanismos de interação entre processos e os modelos de programação paralela envolvidos ao mesmo tempo em que investigou-se o impacto da tendência atual no que diz respeito a processadores multi-core, bem como os fatores redutores do desempenho (que resultam em overhead). Enm, o conhecimento adquirido com os estudos de casos possibilita uma melhor compreensão do processo e dos fatores envolvidos na implementação de ambientes de cluster adequados a cada aplicação paralela com demanda por alto desempenho, além de aproveitar melhor os recursos agregados. Além disso, a importância deste trabalho transcende a ciência da computação como disciplina acadêmica, pois a empresa parceira ganha em capacidade e qualidade na previsão meteorológica do tempo, seja para prevenir o impacto de desastres naturais ou para auxiliar na produção agrícola, e também em potencial de pesquisa no âmbito daquela área de atuação.

ASSUNTO(S)

processamento paralelo (computadores) computação de alto desempenho ciencia da computacao

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