面向人脑多形态模拟的 MPI+OpenMP 任务并行可扩展性
分布式、并行与集群计算
2020-05-14 v1
摘要
人脑行为模拟是当今最雄心勃勃的挑战之一，具有无穷的重要应用。我们在美国、欧洲和日本可以发现许多试图实现这一挑战性目标的倡议。在本工作中，我们聚焦于欧洲最重要的倡议（人脑计划）以及该项目中开发的模型之一。该工具通过计算神经元形态上的电压电容来模拟神经网络中触发的脉冲，是当今最精确的模拟器之一。在本工作中，我们评估了在此框架之上使用 MPI+OpenMP 任务并行的方法。我们证明，即使每个节点计算相对低的工作负载（神经元数量），该方法也能实现良好的扩展。我们的目标之一不仅是实现高度可扩展的实现，而且在不损失控制和性能的前提下，通过使用 MPI+OpenMP 任务并行开发具有高抽象程度的工具。本工作的主要动机是对多形态神经网络上的这一前沿模拟进行评估。模拟大量彼此完全不同的神经元是一项重要挑战。事实上，在多形态模拟中，我们发现节点之间存在显著的不平衡，主要由于神经元之间的差异，导致可用资源的严重利用不足。在本工作中，作者提出并评估了应对此问题并显著减少此类模拟时间的机制。
引用
@article{arxiv.2005.06332,
title = {MPI+OpenMP Tasking Scalability for Multi-Morphology Simulations of the Human Brain},
author = {Pedro Valero-Lara and Raül Sirvent and Antonio J. Peña and Jesús Labarta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.06332},
year = {2020}
}