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Título: Fusion: abstrações linguísticas sobre Java para programação paralela heterogênea sobre GPGPUs
Título em inglês: Fusion: linguistic abstractions on Java for parallel programming on heterogeneous GPGPUs
Autor(es): Pinheiro, Anderson Boettge
Orientador(es): Carvalho Junior, Francisco Heron de
Palavras-chave: Ciência da computação
Java
GPU
Paralela
Heterogênea
Parallel
Data do documento: 2013
Citação: PINHEIRO, A. B. (2013)
Resumo: Unidades de aceleração gráca, ou GPU (Graphical Processing Units ), tem se consolidado nos últimos anos para computação de propósito geral, para aceleração de trechos críticos de programas que apresentam requisitos severos de desempenho quanto ao tempo de execução. GPUs constituem um dentre vários tipos de aceleradores computacionais de propósito geral que tem sido incorporados em várias plataformas de computação de alto desempenho, com destaque também para as MIC (Many Integrated Cores ) e FPGA (Field Programmable Gateway Arrays ). A despeito da ênfase nas pesquisas de novos algoritmos paralelos capazes de explorar o paralelismo massivo oferecido por dispositivos GPGPU, ainda são incipientes as iniciativas sobre novas abstrações de programação que tornem mais simples a descrição desses algoritmos sobre GPGPUs, sem detrimento à efciência. Ainda é necessário que o programador possua conhecimento específico sobre as peculiaridades da arquitetura desses dispositivos, assim como técnicas de programação que não são do domínio mesmo de programadores paralelos experientes na atualidade. Nos últimos anos, a NVIDIA, indústria que tem dominado a evolução arquitetural dos dispositivos GPGPU, lançou a arquitetura Kepler, incluindo o suporte às extensões Hyper-Q e Dynamic Parallelism (DP), as quais oferecem novas oportunidades de expressão de padrões de programação paralela sobre esses dispositivos. Esta dissertação tem por objetivo a proposta de novas abstrações de programação paralela sobre uma linguagem orientada a objetos baseada em Java, a m de expressar computações paralelas heterogêneas do tipo multicore/manycore, onde o dispositivo GPU é compartilhado por um conjunto de threads paralelas que executam no processador hospedeiro, em um nível de abstração mais elevado comparado às alternativas existentes, porém ainda oferecendo ao programador total controle sobre o uso dos recursos do dispositivo. O projeto das abstrações dessa linguagem proposta, doravante chamada Fusion, parte da expressividade oferecida pela arquitetura Kepler.
Abstract: Acceleration units free, or GPU (Graphical Processing Units), have been consolidated in recent years for general purpose computing for accelerating critical sections of programs that exhibit high standards of performance and the execution time. GPUs are one of several types of general-purpose computational accelerators that have been built on various platforms for high performance computing, especially also for the MIC (Many Integrated Cores) and FPGA (Field Programmable Gateway Arrays). Despite the emphasis on the research of new parallel algorithms capable of exploiting the massive parallelism offered by GPGPU devices are still incipient initiatives on new programming abstractions that make the simplest description of these algorithms on GPGPUs, without detriment to the effciency. It is still necessary that the programmer has specific knowledge of the peculiarities of the architecture of these devices, as well as programming techniques that are not domain even experienced parallel programmers today. In recent years, NVIDIA, an industry that has dominated the evolution of architectural GPGPU devices, launched the Kepler architecture, including extensions to support Hyper-Q and Dynamic Parallelism (DP), which offer new opportunities for expression patterns of parallel programming on such devices. This paper aims at proposing new programming abstractions over a parallel object-oriented language based on Java, am expressing parallel computations heterogeneous type multicore / manycore, where the GPU device is shared by a set of parallel threads running in host processor, on a higher level of abstraction compared to existing alternatives, but still offering the programmer full control over the use of device capabilities. The design of this proposed language abstractions, hereinafter called Fusion, part of the expressiveness offered by Kepler architecture.
Descrição: PINHEIRO, Anderson Boettge. Fusion: abstrações linguísticas sobre Java para programação paralela heterogênea sobre GPGPUs. 2013. 149 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18284
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