On the compatibility of the topologies of parallel tasks and computing systems

投影网络：大型并行计算机系统的拓扑

Projective Networks: Topologies for Large Parallel Computer Systems

互连网络包括大型并行计算机的成本的很大一部分，无论是在经济方面还是功耗方面。以前的几个建议利用大基数路由器来构建可扩展的低距离拓扑，目的是最大限度地减少这些成本。然而，他们没有考虑潜在的不平衡，在网络利用率，这在某些情况下，在次优设计的结果。基于适当的成本模型，本文提倡使用基于投影平面的关联图的网络，广义地表示为投影网络。投射网络依赖于高度对称的广义摩尔图，并在一个共同的数学框架下包含几个提出的直接（PN和E-PN）和间接（OFT）拓扑。与平均距离在2到3跳之间的其他提案相比，这些网络提供了非常高的可扩展性，同时保持了平衡的网络利用率，从而降低了网络成本。总体而言，投影网络构成了一个有竞争力的替代exascale级互连网络设计。

Mapping Matters: Application Process Mapping on 3-D Processor Topologies

Applications' performance is influenced by the mapping of processes to computing nodes, the frequency and volume of exchanges among processing elements, the network capacity, and the routing protocol. A poor mapping of application processes degrades performance and wastes resources. Process mapping is frequently ignored as an explicit optimization step since the system typically offers a default mapping, users may lack awareness of their applications' communication behavior, and the opportunities for improving performance through mapping are often unclear. This work studies the impact of appli…

Parallel Load Balancing on Constrained Client-Server Topologies

We study parallel \emph{Load Balancing} protocols for a client-server distributed model defined as follows. There is a set $\sC$ of $n$ clients and a set $\sS$ of $n$ servers where each client has (at most) a constant number $d \geq 1$ of requests that must be assigned to some server. The client set and the server one are connected to each other via a fixed bipartite graph: the requests of client $v$ can only be sent to the servers in its neighborhood $N(v)$. The goal is to assign every client request so as to minimize the maximum load of the servers. In this setting, efficient parallel protoc…

作者对parallel computing系统拓扑建模的一种方法

Author's approach to the topological modeling of parallel computing systems

本文总结了作者对并行计算系统拓扑结构及其所解决的任务的研究，包括相应的建模工具。基于修正的Amdahl定律，给出了此类系统的原始拓扑模型.它允许形式化的依赖性的必要数量的处理器和信息相邻的顶点之间的最大距离在一个图上的方向值的加速或效率。这些值对系统互连拓扑结构和并行任务的信息图的依赖关系也被形式化。这些依赖关系的比较评估工具、拓扑准则以及并行系统的缩放和容错操作功能是基于作者的|的图的投影描述技术及其算法。

一种计算连通分支的自适应并行算法

An Adaptive Parallel Algorithm for Computing Connected Components

基于Shiloach-Vishkin的PRAM方法，提出了一种高效的计算无向图连通分支的分布式内存并行算法。我们讨论了多种优化技术，减少通信量以及负载平衡的算法。我们还注意到，并行图连通性算法的效率取决于底层图的拓扑结构。特别是对于短直径的图形组件，我们观察到并行广度优先搜索（BFS）方法提供了更好的性能。然而，运行并行BFS对于计算大直径组件或大量小组件是低效的。为了解决这一挑战，我们采用了一种启发式算法，允许算法通过计算度分布来快速预测网络的类型，并遵循最佳混合路由。使用大型图形与不同的拓扑结构域，包括宏基因组学，网络抓取，社交图和道路网络，我们表明，我们的混合实现是有效的，可扩展的每一个图形类型。我们的方法实现了215秒的运行时间，使用32 K核心的Cray XC 30的宏基因组图超过500亿条边。与以前的最先进的方法相比，我们看到性能提高了24倍。