A Low Level Component Model enabling Resource Specialization of HPC Applications - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2012

A Low Level Component Model enabling Resource Specialization of HPC Applications

Abstract

Scientific applications are still getting more complex, e.g. to improve their accuracy by taking into account more phenomena. Moreover, computing infrastructures are continuing their fast evolution. Therefore, software engineering is becoming a major issue to achieve easiness of development, portability, simple maintenance, while achieving high performance. Software component model is a promising approach, which enables to manipulate the software architecture of an application. However, existing models do not capture enough resource specificities. This paper proposes a low level component model (L2C) that supports directly native connectors such as MPI, shared memory and method invocation. L2C is intended to be used as a back end by a ''compiler'' (such as HLCM) to generate an application assembly specific to a given machine. This paper shows on a typical domain decomposition use case that \llc can achieve the same performance as native implementations, while gaining benefits such as enabling resource specialization capabilities.
Les applications scientifiques continuent de devenir de plus en plus complexes, par exemple pour améliorer leur précision en intégrant davantage de phénomènes à simuler. Par ailleurs, les infrastructures de calcul continuent leur rapide évolution. Ainsi, l'ingénierie logicielle devient un défi très important afin de permettre une facilité de développement, la portabilité des codes, et une maintenance acceptable tout en permettant de hautes performances. Les modèles de composants logiciels offrent une approche prometteuse en permettant de manipuler l'architecture logicielle d'une application. Cependant, les modèles existant ne permettent pas de capturer suffisamment les spécificités des ressources de calcul. Cet article propose un modèle de composant logiciel ''bas niveau'' (L2C) qui permet l'intègration native de connecteurs tels que MPI, la mémoire partagée ou l'invocation de méthode. L2C est destiné à être utilisé en tant que langage de sortie d'un ''compilateur'' (tel que HLCM) générant un assemblage d'une application spécifique à une machine et à une exécution. Cet article montre sur un cas d'étude typique de décomposition de domaines que L2C permet d'atteindre les même performances que les applications natives, tout en offrant des possibilités d'optimisation par rapport aux capacités des ressources.
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Dates and versions

hal-00698573 , version 1 (16-05-2012)

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  • HAL Id : hal-00698573 , version 1

Cite

Julien Bigot, Zhengxiong Hou, Christian Pérez, Vincent Pichon. A Low Level Component Model enabling Resource Specialization of HPC Applications. [Research Report] RR-7966, INRIA. 2012, pp.20. ⟨hal-00698573⟩
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