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PGAS for (in)coherent manycore systems

PGAS für (in)kohärente Vielkernsysteme

  • As the architectural walls drive the number of parallel cores in multicore systems up, it becomes harder to maintain cache coherence across all of the physical memory and all cores. On the other hand, even given a performant cache-coherent system, the unavoidable non-uniform memory (NUMA) and non-uniform cache (NUCA) architectures make programming for it difficult. A potential solution to this problem is to interpret massive multicore machines as a distributed system with remote memory access, and therefore, use existing distributed programming models. A natural fit for such an approach is the PGAS model, which provides a global address space divided into partitions that can be either local or remote. Unfortunately, completely discarding the notion of sharing ignores the efficient hardware mechanisms available in multicore machines with shared memory. This survey examines PGAS frameworks and communication libraries with an focus on the PGAS model to enable PGAS applications to exploit shared memory in massive multicore machinesAs the architectural walls drive the number of parallel cores in multicore systems up, it becomes harder to maintain cache coherence across all of the physical memory and all cores. On the other hand, even given a performant cache-coherent system, the unavoidable non-uniform memory (NUMA) and non-uniform cache (NUCA) architectures make programming for it difficult. A potential solution to this problem is to interpret massive multicore machines as a distributed system with remote memory access, and therefore, use existing distributed programming models. A natural fit for such an approach is the PGAS model, which provides a global address space divided into partitions that can be either local or remote. Unfortunately, completely discarding the notion of sharing ignores the efficient hardware mechanisms available in multicore machines with shared memory. This survey examines PGAS frameworks and communication libraries with an focus on the PGAS model to enable PGAS applications to exploit shared memory in massive multicore machines without sacrificing the benefits of the PGAS programming model.show moreshow less
  • Weil die Anzahl von Rechenkernen in Mehr- und Vielkernsystemen beständig steigt, wird es immer aufwendiger, kohärente Zwischenspeicher zwischen allen Rechenkernen herzustellen. Selbst performante Cache-kohärenten Systeme sind wegen der unvermeidlich genutzten NUMA- und NUCA-Architekturen schwer zu programmieren. Eine mögliche Lösung ist es, Vielkernsysteme als verteilte Systeme mit entferntem Speicherzugriff zu interpretieren und existierende verteilte Programmiermodelle zu nutzen. Das PGAS-Modell ist ein naheliegender Kandidat dafür: Es bietet einen globalen Adressraum, der in Partitionen unterteilt ist, die entweder lokal oder entfernt sein können. Unglücklicherweise ignoriert dies die effizienten Hardware-Mechanismen in Vielkernmaschinen mit gemeinsamen Speicher. Diese Studie untersucht PGAS-Frameworks und Kommunikationsbibliotheken mit einem Fokus auf das PGAS-Modell, um PGAS-Anwendungen zu ermöglichen, die Vorteile von gemeinsamen Speicher in Vielkernmaschinen zu nutzen ohne die Vorteile des PGAS-ProgrammiermodellsWeil die Anzahl von Rechenkernen in Mehr- und Vielkernsystemen beständig steigt, wird es immer aufwendiger, kohärente Zwischenspeicher zwischen allen Rechenkernen herzustellen. Selbst performante Cache-kohärenten Systeme sind wegen der unvermeidlich genutzten NUMA- und NUCA-Architekturen schwer zu programmieren. Eine mögliche Lösung ist es, Vielkernsysteme als verteilte Systeme mit entferntem Speicherzugriff zu interpretieren und existierende verteilte Programmiermodelle zu nutzen. Das PGAS-Modell ist ein naheliegender Kandidat dafür: Es bietet einen globalen Adressraum, der in Partitionen unterteilt ist, die entweder lokal oder entfernt sein können. Unglücklicherweise ignoriert dies die effizienten Hardware-Mechanismen in Vielkernmaschinen mit gemeinsamen Speicher. Diese Studie untersucht PGAS-Frameworks und Kommunikationsbibliotheken mit einem Fokus auf das PGAS-Modell, um PGAS-Anwendungen zu ermöglichen, die Vorteile von gemeinsamen Speicher in Vielkernmaschinen zu nutzen ohne die Vorteile des PGAS-Programmiermodells aufzugeben.show moreshow less

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Metadaten
Author: Robert KubanORCiD
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-56183
DOI:https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5618
Document Type:Report
Language:English
Year of Completion:2021
Release Date:2021/10/04
Tag:Gemeinsamer Speicher; Mehrkernsysteme; PGAS; Vielkernsysteme
Manycore systems; PGAS; Shared memory
GND Keyword:Gemeinsamer Speicher; Mehrrechnersystem
Institutes:Fakultät 1 MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik / FG Verteilte Systeme und Betriebssysteme
Licence (German):Keine Lizenz vergeben. Es gilt das deutsche Urheberrecht.
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