Análisis de rendimiento y optimización de una implementación real de un simulador de N-cuerpos

Título:

Análisis de rendimiento y optimización de una implementación real de un simulador de N-cuerpos

Autor:

Díaz, Federico José

Otros autores / Colaboradores:

 Tinetti, Fernando Gustavo; [ Director/a] 

Temas:

ASTRONOMÍA; 

URL:

http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/86238,

Palabras clave:

N-Cuerpos, integradores numéricos, 

Nota de tesis:

Trabajo Final Integrador (Especialización en Cómputo de Altas Prestaciones y Tecnología Grid) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2019.

Extensión:

1 archivo (2,2 MB) : il. col.

Resumen:

En el presente, se analizó el rendimiento de un integrador numérico de N-Cuerpos ampliamente utilizado, en diferentes laboratorios astronómicos en el mundo. Se estudiaron dos casos puntuales, presentados por el Grupo de Ciencias Planetarias de la Facultad de Astronomía de la Universidad Nacional de La Plata. Luego de procesar los resultados iniciales obtenidos, se desarrollaron optimizaciones secuenciales y paralelas, que mejoraron el rendimiento del integrador numérico. Finalmente, se presentaron los resultados de estas optimizaciones, y se dejaron asentadas las bases para posibles mejoras en el futuro.

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1Introducción 
1.1.1 Swift
1.1.2 Mercury

2 Caso de Estudio 
2.1 Motivación 
2.1.1 Hardware Paralelo: CPU

3Análisis de Código 
3.1 Análisis del integrador Mercury 
3.1.1 Elementos del paquete Mercury 
3.1.2 Configuración inicial 
3.1.3 Puntos de optimización 

4 Optimizaciones Secuenciales Realizadas 
4.1 Eliminación de entrada y salida redundante 
4.2 Utilización de funciones intrínsecas 
4.3 Conversión de una función llamada múltiples veces a forma “en línea” (inline) 
4.4 Reducción de operaciones redundantes y simplificación de código

5 Optimizaciones Paralelas Realizadas 

6 Resultados experimentales 
6.1 Hardware utilizado 
6.2 Evaluación del desempeño: Optimización del compilador -O2
6.2.1 Evaluación del caso de cuerpos pequeños: Opción –O2
6.2.2 Evaluación del caso de cuerpos grandes: Opción –O2 
6.3 Evaluación del desempeño: Reducción de Entrada-Salida 
6.3.1 Caso de cuerpos pequeños: Reducción de entrada-salida
6.3.2 Caso de cuerpos grandes: Reducción de entrada-salida
6.4 Evaluación del desempeño: Optimización secuencial “en línea” (inline) 
6.4.1 Caso de cuerpos pequeños: optimización “en línea”
6.4.2 Caso de cuerpos grandes: optimización “en línea” 
6.5 Evaluación del desempeño: Eliminación y reordenamiento de operaciones en MFO_DRCT 
6.5.1 Caso de cuerpos grandes: Eliminación y reordenamiento de operaciones
6.6 Evaluación del desempeño: Optimización paralela 
6.6.1 Caso de cuerpos grandes: Optimización paralela 
6.7 Resultados de tiempos y coeficientes de mejora agrupados por caso 
6.7.1 Resultados relevantes para el caso de cuerpos pequeños 
6.7.2 Resultados relevantes para el caso de cuerpos grandes

7 Conclusiones 

8 Referencias bibliográficas