Adaptive degree of parallelism for the spar runtime

Abstract

As aplicações de stream se tornaram cargas de trabalho representativas nos sistemas computacionais. Diversos domínios de aplicações representam stream, como vídeo, áudio, processamento de gráficos e imagens. Uma parcela significativa dessas aplicações demanda paralelismo para aumentar o desempenho. Porém, programadores frequentemente enfrentam desafios entre produtividade de código e desempenho devido às complexidades decorrentes do paralelismo. Buscando facilitar a paralelização, a DSL SPar foi criada usando atributos (stage, input, output, and replicate) do C++-11 para representar paralelismo. O compilador reconhece os atributos da SPar e gera código paralelo automaticamente. Um desafio relevante que ocorre em estágios paralelos da SPar é a demanda pela definição manual do grau de paralelismo, o que consome tempo e pode induzir a erros. O grau de paralelismo é definido através do número de réplicas em estágios paralelos. Porém, a execução de diversas aplicações pode ser pouco eficiente se executadas com um número de réplicas inadequado ou usando um número estático que ignora a natureza dinâmica de algumas aplicações. Para resolver esse problema, é introduzido o conceito de um número de réplicas transparente e adaptativo para a SPar. Além disso, os mecanismos implementados e as regras de transformação são descritos para possibilitar a geração de código paralelo na SPar com um número adaptativo de réplicas. Os mecanismos adaptativos foram avaliados demonstrando a sua eficácia. Ainda, aplicações reais foram usadas para demonstrar que os mecanismos adaptativos propostos podem oferecer abstrações de alto nível sem significativas perdas de desempenho.