空间填充曲线对并行系统中数据移动的影响
分布式、并行与集群计算
2023-07-18 v1 数据结构与算法
摘要
现代计算机系统的特征是具有深层存储层次结构，由主存、多级缓存以及其他专用类型存储器组成。在并行与分布式系统中，该层次结构还增加了额外的存储层。就执行时间而言，计算科学应用能否获得良好性能，取决于对这种多样化且分层的存储器的有效利用。本文重新审视了使用空间填充曲线来指定代表性科学应用所用数据结构在内存中的排序，这些应用运行于包含带附加 GPU 的多核 CPU 集群的并行机器上。本工作检验了如下假设：空间填充曲线（如 Hilbert 与 Morton 排序）能够改善数据局部性，从而比基于行或列的排序带来更高效的数据移动。首先，给出了性能结果，表明在何种应用参数化与机器特征下该假设成立，并从应用如何与计算机硬件及底层软件交互的角度进行了解释。本研究特别关注基于模板（stencil）的应用，其构成了许多科学计算的基础。其次，考虑了空间填充曲线如何影响最近邻与基于模板的代码中的数据共享。
引用
@article{arxiv.2307.07828,
title = {The Impact of Space-Filling Curves on Data Movement in Parallel Systems},
author = {David Walker and Anthony Skjellum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.07828},
year = {2023}
}