Methodik, die basierend auf die Analyse von Ausführungs-Traces von Anwendungen und Problemsymmetrien eine bessere Abbildung auf heterogene Multiprozessor-Systeme ermöglicht

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jeronimo Castrillon
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 366764507

Die immer kleiner werdenden Fortschritte bei den Architekturen mit nur einem Kern um das Jahr 2005 herum markieren einen Wendepunkt in der Entwicklung neuer Computersysteme. Um die geringen Fortschritte auszugleichen, kam es zur Entwicklung von Mehrkernarchitekturen allerart, was ebenso zu einem Boom im Bereich der Erforschung und Entwicklung neuer Programmiermodelle und -methoden für parallele Architekturen führte, der bis heute anhält. Während man sich in der Industrie hauptsächlich auf Erweiterungen etablierter Sprachen fokussierte (z.B. OpenMP), werden im akademischen Umfeld eher Programmieransätze auf Basis formaler Modelle untersucht. Dabei gewannen insbesondere die aus den 1970er Jahren stammenden datenflussbasierten Programmiermodelle an Bedeutung und stehen heute im Zentrum vieler Arbeiten im Bereich der eingebetteten und nicht eingebetteten Systeme. Eine zentrale Problemstellung bei der datenflussbasierten Programmierung besteht darin ein optimales Mapping zwischen der abstrakten Spezifikation der Anwendung und der parallelen Hardware zu finden, welches die Zuordnung von Berechnungen zu den einzelnen Kernen, die Kommunikation und Verbindung mit dem Speicher sowie die Entscheidung über die Ausführungsreihenfolge beinhaltet. Statische Modelle, für die ein solches Mapping zur Compilezeit berechenbar ist, sind hierbei nicht immer ausreichend, da die Anwendungen immer komplexer werden. Ein bekannter Ansatz der dynamischen Analyse nutzt Traces, die zur Ausführungszeit gesammelt und bei der Berechnung des Mappings berücksichtigt werden. Mit der Entstehung immer größerer und komplexerer System und dynamischer Anwendungen ist es von zentraler Bedeutung die Analyse von Traces und die entsprechenden Mapping-Methoden zu verbessern. Der Fokus dieses Projekts liegt daher in der Untersuchung, Implementierung und Evaluation von (I) besser skalierenden Trace- und Hardware-Repräsentationen, (II) Formalismen und Algorithmen zur Darstellung und Analyse von Traces, (III) Symmetrieanalysen für Anwendungen, Architekturen und Mappings, und(IV) neue Trace- und Symmetrie-basierten Mapping-Algorithmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen