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Reparallelisierung und Migration von OpenMP-Applikationen

Grid-Computing bietet eine völlig neue Rechnerinfrastruktur. Benutzer erhalten Zugang zu einer Vielzahl von weltweiten Rechenressourcen, die jederzeit über das Internet verfügbar sind. In Zukunft sollen Computational-Grids Anwendern direkten Zugang zu Höchstleistungsrechnern gewähren.

Heutzutage verwenden Benutzer typischerweise einzelne Rechnerbündel eines Computational-Grids und müssen sich mit dem Ablaufplaner befassen, der für die Vergabe von Rechenressourcen verantwortlich ist. Ein Ablaufplaner benötigt die Angabe einer Schätzung der gewünschten Ressourcen, um Teile der Rechenanlage exklusiv für eine Applikation zu reservieren. Durch eine gezielt überhöhte Schätzung der benötigten Rechenressourcen versuchen Benutzer, einen vorzeitigen Abbruch der Applikation durch den Ablaufplaner zu vermeiden. Dies verursacht negative Nebeneffekte auf Seiten des Ablaufplaners und verzögert den Start der Applikation des Benutzers.

Dieses Forschungsprojekt wurde mit einer Dissertation erfolgreich abgeschlossen, die eine Lösung präsentiert, welche überhöhte Schätzungen für OpenMP-Applikationen überflüssig macht. Sollten mehr Ressourcen zur Verfügung stehen oder der Applikation entzogen werden, so wird eine Reparallelisierung einer OpenMP-Applikation automatisch durchgeführt. Weiterhin kann eine Applikation zwischen Rechnerbündeln eines Grids migriert werden, sobald die momentan genutzte Ressource kurz vor der erzwungenen Freigabe steht.
Für den Programmierer besteht keine Notwendigkeit, den Quellcode der Applikation zu ändern, um die Funktionen zur Reparallelisierung und Migration zu aktivieren; dies übernimmt der Übersetzer. Die Migration wird mittels eines plattformunabhängigen, koordinierten Sicherungsverfahrens durchgeführt. Eine prototypische Implementierung eines Migrationsframeworks ermittelt selbständig freie Ressourcen und migriert die Applikation zu diesen Ressourcen. Unsere Messungen zeigen, dass die Laufzeiteinbußen bei geringen 4% liegen. Diese Einbußen sind angesichts der gewonnenen Flexibilität als akzeptabel anzusehen.

Projektleitung:
Prof. Dr. Michael Philippsen

Beteiligte:
Dr.-Ing. Michael Klemm, PD Dr. Ronald Veldema

Laufzeit: 1.11.2003 - 31.12.2008

Kontakt:
Philippsen, Michael
Telefon +49-9131-85-27625, Fax +49-9131-85-28809, E-Mail: michael.philippsen@fau.de
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