Algorithmes orientés mémoire : des processeurs multi-cœurs aux plates-formes à grande échelle
Auteur / Autrice : | Mathias Jacquelin |
Direction : | Yves Robert |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Informatique |
Date : | Soutenance le 20/07/2011 |
Etablissement(s) : | Lyon, École normale supérieure |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de l'informatique du parallélisme (Lyon ; 1988-....) |
Jury : | Président / Présidente : Éric Sanlaville |
Examinateurs / Examinatrices : Yves Robert, Éric Sanlaville, Michel Daydé, Jean Roman, Oliver Sinnen, Loris Marchal | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Daydé, Jean Roman, Oliver Sinnen |
Résumé
Cette thèse s’intéresse aux algorithmes adaptés aux architectures mémoire hiérarchiques, rencontrées notamment dans le contexte des processeurs multi-cœurs.Nous étudions d’abord le produit de matrices sur les processeurs multi-cœurs. Nous modélisons le processeur, bornons le volume de communication, présentons trois algorithmes réduisant ce volume de communication et validons leurs performances. Nous étudions ensuite la factorisation QR, dans le contexte des matrices ayant plus de lignes que de colonnes. Nous revisitons les algorithmes existants afin d’exploiter les processeurs multi-cœurs, analysons leurs chemins critiques, montrons que certains sont asymptotiquement optimaux, et analysons leurs performances.Nous étudions ensuite les applications pipelinées sur une plate-forme hétérogène, le QS 22. Nous modélisons celle-ci et appliquons les techniques d’ordonnancement en régime permanent. Nous introduisons un programme linéaire mixte permettant d’obtenir une solution optimale. Nous introduisons en outre un ensemble d’heuristiques.Puis, nous minimisons la mémoire nécessaire à une application modélisée par un arbre, sur une plate-forme à deux niveaux de mémoire. Nous présentons un algorithme optimal et montrons qu’il existe des arbres tels que les parcours postfixes sont arbitrairement mauvais. Nous étudions alors la minimisation du volume d’E/S à mémoire donnée, montrons que ce problème est NP-complet, et présentons des heuristiques. Enfin, nous comparons plusieurs politiques d’archivage pour BLUE WATERS. Nous introduisons deux politiques d’archivage améliorant les performances de la politique RAIT, modélisons la plate-forme de stockage et simulons son fonctionnement.