Optimización de la simulación de N cuerpos computacionales con atracción gravitacional sobre Intel Xeon Phi KNL

Título:

Optimización de la simulación de N cuerpos computacionales con atracción gravitacional sobre Intel Xeon Phi KNL

Autor:

Moreno, Ezequiel Tomás

Otros autores / Colaboradores:

 Rucci, Enzo; [ Director/a]  Pousa, Adrián; [ Director/a] 

Temas:

SIMULACIÓN; 

URL:

http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/103363,

Palabras clave:

acelerador Xeon Phi, 

Nota de tesis:

Tesina (Licenciatura en Informática) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2020.

Extensión:

1 archivo (2,3 MB) : il. col.

Resumen:

En la comunidad HPC, el uso de aceleradores se ha consolidado como estrategia para mejorar el rendimiento de los sistemas al mismo tiempo que la eficiencia energética. Recientemente, Intel introdujo Knights Landing (KNL), la segunda generación de aceleradores Xeon Phi. Este trabajo se enfoca en la paralelización de la simulación de N cuerpos computacionales sobre un acelerador Xeon Phi KNL. Esta simulación, requiere de alto poder computacional para ser procesada con un tiempo de respuesta aceptable. Comenzando por una implementación secuencial, se muestra cómo es posible que la implementación paralela alcance 2355 GFLOPS a través de diferentes optimizaciones.

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Resumen 

1. Introducción 
1.1 Motivación 
1.2 Objetivo y metodología 
1.3 Resultados obtenidos 
1.4 Publicaciones 
1.5 Organización

2. Simulación de N cuerpos Computacionales con Atracción Gravitacional 
2.1 Problema general 
2.2 Fundamentos físicos de la atracción gravitacional 
2.3 Problema de los N cuerpos con atracción gravitacional 
2.4 Algoritmo secuencial de N cuerpos 
2.5 Resumen

3 Intel Xeon Phi Knights Landing 
3.1 Contexto histórico 
3.2 Primera generación - Knights corner 
3.3 Segunda generación - Knights Landing 
3.3.1 Arquitectura. 
3.3.2 Modos de memoria 
3.3.3 Modos de clúster 
3.3.4 Modelos de programación 
3.3.5 Técnicas de optimización 
3.3.5.1 Hyper-Threading 
3.3.5.2 Localidad de datos 
3.3.5.3 Vectorización 
3.3.5.4 MCDRAM 
3.4 Resumen

4. Optimización de la simulación de N cuerpos computacionales con atracción
gravitacional sobre Intel Xeon Phi KNL 
4.1 Implementación 
4.1.1 Implementación secuencial base 
4.1.2 Análisis de paralelismo disponible 
4.1.3 Multihilado 
4.1.4 Optimizaciones escalares 
4.1.5 Vectorización 
4.1.6 Procesamiento por bloques 
4.1.7 Desenrollado de bucles 
4.2 Resultados experimentales
4.2.1 Plataforma. 
4.2.2 Pruebas realizadas. 
4.2.3 Resultados. 
4.3 Trabajos relacionados 
4.4 Resumen

5. Conclusiones y trabajos futuros

6. Referencias