Towards a benchmark for performance and power consumption evaluation of parallel programming interfaces

Abstract

Este trabalho apresenta um conjunto de pseudo-aplicações e propõe que sejam utilizadas como um benchmark para avaliar desempenho e consumo de energia de diferentes Interfaces de Programação Paralela (IPPs). O conjunto consiste de 11 pseudo-aplicações implementadas usando as IPPs: PThreads, OpenMP, MPI-1 e MPI-2. Essas IPPs foram escolhidas por serem compatíveis com a maior ia das arquiteturas multinúcleo atuais. Estudos anteriores usaram essas pseudo-aplicações para realizar esse tipo de avaliação em diferentes arquiteturas, pois não há outro benchmark que ofereça essa var iedade de pseudo-aplicações implementadas em todas essas IPPs, usando diferentes modelos de comunicação (memória compartilhada ou troca de menssagens). Trabalhos relacionados mais recentes que comparam IPPs precisam procurar diferentes alternativas para resolver o problema, pois não há um benchmar k que supra essa demanda. O objetivo deste trabalho é propor o uso dessas pseudoaplicações como um benchmark para avaliar desempenho e consumo de energia de diferentes IPPs. Para alcançar esse objetivo, são analisados o comportamento das pseudo-aplicações e IPPs em relação aos acessos à memória cache, desvios e operações de ponto-flutuante. Os resultados dos experimentos mostraram que existe uma boa distribuição entre pseudo-aplicações que fazem um uso mais ou menos intensivo desses parâmetros. Além disso, é feito um estudo de caso para avaliar o desempenho, o consumo de energia e o consumo de potência (potência dissipada) dessas pseudo-aplicações. Os resultados mostram que as pseudo-aplicações em geral possuem um bom desempenho. Apesar do consumo de energia ser, em alguns casos, 300 vezes maior entre diferentes pseudo-aplicações com MPI por conta das diferentes características e parâmetros de cada aplicação, essa diferença não aparece na potência dissipada. As aplicações e as IPPs mostraram fazer um uso dos recursos de hardware de uma forma bem dinâmica e nossos resultados mostram que elas são capazes de ser representativas em diferentes cenários. Por tanto esse conjunto pode sim ser utilizado como um benchmark paralelo.

Palavras-chave: benchmark, desempenho, consumo de energia.