SHF: Small: Whole-application Coordiated Parallelization Through The Optimization Of Abstraction Hierarchies
SHF:小型:通过抽象层次结构的优化实现全应用程序协调并行化
基本信息
- 批准号:1910488
- 负责人:
- 金额:$ 49.95万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Large computer software is based on programming abstractions, e.g., functions and object-oriented types, to organize computation and data, which are in turn parallelized by invoking a variety of lower-level library support. A correct and efficient software implementation requires meticulous attention to coding details and is often error-prone. However, these implementations frequently need to be adapted to run on different hardware platforms as part of the software evolution and maintenance process. This project develops new cutting-edge compiler technology to automatically enhance the parallelization efficiency of large computer software, thereby simultaneously enhancing their productivity, correctness assurance, performance, and hardware portability. This project is aligned with object-oriented design principles in modern software engineering and therefore is expected to impact a modern software practices by enabling automatic exploration of alternative parallelization and data structure designs for better performance, maintainability, and hardware portability. The compiler toolsets developed in this project will be disseminated open source and will be used as an educational toolkit in the teaching of programming languages, compilers, high performance computing, and parallel programming courses.The research methodology of this project explores a new scope of optimization at the user-defined abstraction level, by grouping and encapsulating related operations into hierarchies of abstractions, and by adapting a set of concepts traditionally used in the practice of software engineering, specifically abstract data types, abstraction adapters, and application abstraction hierarchy, to automatically discover higher-level semantics of user-defined abstractions and to isolate algorithm-level structures and logistics from their lower-level implementations. Pattern-driven analysis techniques are then developed to automatically discover a whole-application task graph, and coordinated optimizations are applied across abstraction boundaries to maximize overall application efficiency. A uniform interface is designed to concisely document the higher-level semantics of abstractions. Empirical performance tuning is used to support the performance portability of applications on a variety of modern computing platforms.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
大型计算机软件基于编程抽象(例如函数和面向对象类型)来组织计算和数据,而这些计算和数据又通过调用各种较低级别的库支持来并行化。正确且高效的软件实现需要对编码细节一丝不苟,而且常常容易出错。然而,作为软件演进和维护过程的一部分,这些实现经常需要进行调整以在不同的硬件平台上运行。该项目开发新的尖端编译器技术,自动提高大型计算机软件的并行化效率,从而同时提高其生产力、正确性保证、性能和硬件可移植性。该项目符合现代软件工程中面向对象的设计原则,因此有望通过自动探索替代并行化和数据结构设计来影响现代软件实践,以获得更好的性能、可维护性和硬件可移植性。该项目开发的编译器工具集将开源传播,并将用作编程语言、编译器、高性能计算和并行编程课程教学中的教育工具包。该项目的研究方法探索了优化的新范围在用户定义的抽象级别,通过将相关操作分组并封装到抽象层次结构中,并采用软件工程实践中传统上使用的一组概念,特别是抽象数据类型、抽象适配器和应用程序抽象层次结构,自动发现用户定义抽象的高级语义,并将算法级结构和逻辑与其较低级实现隔离。然后开发模式驱动的分析技术来自动发现整个应用程序任务图,并跨抽象边界应用协调优化,以最大限度地提高整体应用程序效率。统一的接口旨在简洁地记录抽象的高级语义。经验性能调整用于支持各种现代计算平台上应用程序的性能可移植性。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhancing the Effectiveness of Inlining in Automatic Parallelization
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- 期刊:
- 影响因子:1.5
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- 通讯作者:Psarris, Kleanthis
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- 发表时间:2019-11
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Jiange Zhang;Qing Yi;D. Dechev
- 通讯作者:Jiange Zhang;Qing Yi;D. Dechev
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- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Nesterenko, Brandon;Yi, Qing;Lin, Pei-Hung;Liao, Chunhua;Runnels, Brandon
- 通讯作者:Runnels, Brandon
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