CSR/AES: Enhancing Application Robustness via Adaptive and Cooperative Methods

CSR/AES:通过自适应和协作方法增强应用程序的稳健性

基本信息

  • 批准号:
    0720549
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-08-01 至 2011-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

As the scale of high performance computing continues to grow, application robustness becomes increasingly important. Checkpointing is the conventional method for fault tolerance. However, it only deals with failures after their occurrence through rollback. In case of one process failure, all processes including non-faulty processes have to be restarted from the previously saved state prior to the failure. Thus, significant performance loss can be incurred due to the work loss and failure recovery. Proactive approaches take preventive actions (e.g. preemptive process migration) before failures, thereby avoiding failures with low cost. Nevertheless, its effectiveness relies on perfect fault prediction, which is hardly achievable in practice. This project investigates a new approach called adaptive fault management by intelligently integrating proactive and reactive robustness techniques such that it will enable applications to avoid anticipated faults if possible, and in the case of unforeseeable faults, to tolerate these faults in such a way that their impact is kept to a minimum. The project consists of three major components: (1) cooperative anomaly diagnosis (CAD) to improve fault prediction in large-scale systems by developing meta-learning methods; (2) adaptive control manager (ACM) to allow runtime decision making in response to imperfect fault prediction; and (3) integrated runtime support (IRS) to enable cost-effective coordination of fault handing techniques at runtime. The resulting framework will enhance robustness of high performance computing applications by improving their performance in the presence of failures. This project also enhances the systems-area curriculum at Illinois Institute of Technology and helps train the future-generation scientific computing workforce.
随着高性能计算规模的不断增长,应用程序的稳健性变得越来越重要。检查点是传统的容错方法。然而,它仅在故障发生后通过回滚来处理故障。如果一个进程发生故障,包括非故障进程在内的所有进程都必须从故障之前保存的状态重新启动。因此,由于工作损失和故障恢复,可能会导致显着的性能损失。主动方法在发生故障之前采取预防措施(例如抢占式进程迁移),从而以低成本避免故障。 然而,其有效性依赖于完美的故障预测,而这在实践中很难实现。该项目研究了一种称为自适应故障管理的新方法,通过智能地集成主动和被动鲁棒性技术,使应用程序能够尽可能避免预期的故障,并在出现不可预见的故障时,以一定的方式容忍这些故障,使其影响保持在最低限度。该项目由三个主要部分组成:(1)协作异常诊断(CAD),通过开发元学习方法来改进大规模系统的故障预测; (2) 自适应控制管理器 (ACM),允许针对不完美的故障预测做出运行时决策; (3) 集成运行时支持 (IRS),以实现运行时故障处理技术的经济有效的协调。由此产生的框架将通过提高高性能计算应用程序在出现故障时的性能来增强其稳健性。 该项目还增强了伊利诺伊理工学院的系统领域课程,并帮助培训未来一代的科学计算劳动力。

项目成果

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