Berkeley UPC运行时库的扩展与改进

论文摘要

UPC是C语言的并行扩展,支持SPMD模型,为程序员提供了一种共享的全局地址空间。UPC由Split-C、AC和PCP派生而来,它主要有两个目标:1)对底层机器提供有效的访问;2)为显式并行C编程语言建立通用的语法和语义。UPC对高性能的追求表现为它试图减少进程间因协调操作而引起的通信开销。 UPC的有效实现依赖于低延迟、低开销、高带宽的通信系统。然而当今底层高性能通信接口多数都是机器专用的,这严重妨碍了编译器的可移植性。因此我们选择Berkeley LPC作为研究目标,它的底层采用GASNet通信系统。GASNet是一个与语言无关的底层通信层,它提供了高性能、与网络无关的并针对于支持并行语言的通信原语。由于GASNet是一种可移植高性能的通信系统,因此基于GASNet的UPC对于大规模机群系统非常有前途。当前,GASNet还只是一个实验性系统,因此改进的潜力还比较大。通过对GASNet通信系统分析后,我们发现GASNet中有许多需要改进的地方并对其进行了优化,实验结果表明优化效果比较明显。此外,对其它并行运行时库所需的功能,本文也进行了讨论。

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摘要

ABSTRACT

第一章概述

§1.1 课题来源与意义

§1.2 课题所基于的软硬件环境

§1.3 本文内容安排

第二章 UPC语言介绍

§2.1 UPC的内存模型及亲缘性

§2.2 UPC的语言扩展

§2.3 Berkeley UPC系统框架

第三章 GASNet通信系统分析

§3.1 GASNet通信系统的组成结构

§3.2 GASNet系统初始化

§3.3 GASNet系统退出

§3.4 GASNet单边消息的通信流程

第四章 Berkeley UPC运行时库的扩展及改进

§4.1 GASNet通信系统的扩展及改进

§4.2 GASNet通信系统的应用

§4.3 Berkeley UPC运行时库的其它扩展与改进

第五章结果分析

§5.1 全局计数器两种实现的比较

§5.2 单边消息优化结果

§5.3 其它扩展函数的功能测试

第六章结束语

致谢

参考文献

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