Improving Hybrid Codes Through MPI-Aware OpenMP

Büttner, David

David Büttner

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Original title:: Improving Hybrid Codes Through MPI-Aware OpenMP
Translated title:: Beschleunigung von hybriden Codes für parallele Rechnerarchitekturen
Author:: Büttner, David
Year:: 2016
Document type:: Dissertation
Faculty/School:: Fakultät für Informatik
Advisor:: Bode, Arndt (Prof. Dr.)
Referee:: Bode, Arndt (Prof. Dr.); Bader, Michael G. (Prof. Dr.)
Language:: en
Subject group:: DAT Datenverarbeitung, Informatik
Keywords:: HPC, MPI, OpenMP, Parallelization, Supercomputer, Hybrid, Asynchronous Communication, Commtask, Stencil, Jacobi, Numerical Code, Scientific Computing
Translated keywords:: Hochleistungsrechnen, MPI, OpenMP, Parallelisierung, Supercomputer, hybrid, asynchrone Kommunikation, Commtask, Stencil, Jacobi, numerischer Code, wissenschaftliches Rechnen
TUM classification:: DAT 200d
Abstract:: A classification of parallel programming approaches and existing implementations of the MPI standard is used to discuss asynchronous MPI communication. An analysis of different MPI implementations on different hardware shows that no real asynchronous operations are provided. A novel hybrid MPI-OpenMP programming approach to overcome this challenge is developed. MPI-awareness is introduced to the OpenMP runtime through a new type of task, which can be scheduled together with the regular OpenMP work-pool. Pending asynchronous MPI operations can be advanced with minimal overhead. «
A classification of parallel programming approaches and existing implementations of the MPI standard is used to discuss asynchronous MPI communication. An analysis of different MPI implementations on different hardware shows that no real asynchronous operations are provided. A novel hybrid MPI-OpenMP programming approach to overcome this challenge is developed. MPI-awareness is introduced to the OpenMP runtime through a new type of task, which can be scheduled together with the regular OpenMP wo... »
Translated abstract:: Ausgehend von einer Klassifizierung paralleler Programmieransätze und insbesondere einer Analyse des MPI-Standards wird das Problem der asynchronen Kommunikation eingehend untersucht. Verschiedene Implementierungen des Standards werden untersucht und auf verschiedenen Hardwareplattformen gezeigt, dass asynchrone Kommunikation in der Regel nicht erfolgt. Ein neuartiger hybrider MPI-OpenMP Programmieransatz wird entwickelt, um dieses Problem zu beheben. Mittels geeigneter MPI-Erweiterungen im OpenMP Standard wird ein neuartiger OpenMP-Task vorgestellt. Dieser kann dynamisch von der OpenMP-Laufzeitumgebung verwendet werden, um ausstehende asynchrone MPI-Operationen bei minimalem Mehraufwand anzustoßen. «
Ausgehend von einer Klassifizierung paralleler Programmieransätze und insbesondere einer Analyse des MPI-Standards wird das Problem der asynchronen Kommunikation eingehend untersucht. Verschiedene Implementierungen des Standards werden untersucht und auf verschiedenen Hardwareplattformen gezeigt, dass asynchrone Kommunikation in der Regel nicht erfolgt. Ein neuartiger hybrider MPI-OpenMP Programmieransatz wird entwickelt, um dieses Problem zu beheben. Mittels geeigneter MPI-Erweiterungen im Open... »
WWW:: https://mediatum.ub.tum.de/?id=1304674
Date of submission:: 18.05.2016
Oral examination:: 22.09.2016
File size:: 2213657 bytes
Pages:: 174
Urn (citeable URL):: https://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:91-diss-20160922-1304674-1-1
Last change:: 28.09.2016
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