2PARMA - PARallel PAradigms and Run-time MAnagement techniques for Many-core Architectures

Sommario

Il progetto 2PARMA è finalizzato alla definizione di modelli di programmazione parallela, virtualizzazione dell’insieme delle istruzioni, politiche e meccanismi di gestione delle risorse a run-time e metodologie automatiche di esplorazione dello spazio di progetto per architetture parallele di tipo many-core.
Gli obiettivi di ricerca del progetto sono finalizzati a rispondere alle attuali sfide presenti nell’ambito dei sistemi di elaborazione parallela:

• Migliorare le prestazioni attraverso la definizione di tecniche di programmazione che sfruttino il parallelismo offerto dall’architettura hardware.
• Esplorare in modo automatico le alternative di progetto in termini di prestazioni/potenza dissipata e fornire tecniche run-time di gestione e ottimizzazione delle risorse di sistema.
• Migliorare l’affidabilità del sistema in termini di tempo di vita e resa dei componenti hardware attraverso la riconfigurazione trasparente delle risorse e la virtualizzazione dell’insieme delle istruzioni.
• Aumentare la produttività del processo di sviluppo del software parallelo attraverso tecniche semi-automatiche di estrazione del parallelismo ed estendendo il paradigma di programmazione OpenCL per sistemi di elaborazione paralleli.

L’innovazione del progetto si manifesta su diversi fronti: nel guidare l’evoluzione dei linguaggi di programmazione standard per supportare architetture di elaborazione many-core attraverso l’adozione di metodologie di progetto Component-Based, mantenendo la compatibilità con gli attuali stack software; introducendo tecniche di gestione delle risorse per indirizzare l’evoluzione del sistema seguendo l’evoluzione del carico di lavoro; fornendo un run-time manager a livello di sistema operativo in grado di operare in una prospettiva system-wide; adottando tecniche di compilazione dinamica, che saranno inoltre impiegate per fornire la virtualizzazione del set di istruzioni; individuando punti operativi e supportando la customizzazione del sistema attraverso una fase di esplorazione automatica dello spazio di progetto.

Risultati del progetto ed eventuali pubblicazioni scientifiche/brevetti

Lo sfruttamento industriale dei risultati del progetto sarà principalmente affidato a STMicroelectronics grazie alla sinergia con il programma interno “Platform 2012” che rappresenta il template architetturale in ambito Many-core Computing Fabrics.
I centri di ricerca IMEC e HHI – FRAUNHOFER garantiranno lo sfruttamento dei risultati del progetto verso i loro clienti industriali attraverso la loro inclusione nel loro portafoglio IP.
La presenza di CoWare - Synopsys consentirà il trasferimento di tecniche e metodologie di sviluppate nel progetto 2PARMA verso il portafoglio di tool EDA commerciali e di soluzioni per l’automatizzazione del progetto di piattaforme architetturali many-core in diversi ambiti applicativi. I partner accademici del progetto (Politecnico di Milano, ICCS-University of Athens and RWTH-TU Aachen) forniranno la loro esperienza scientifica in ambito di ricerca e sviluppo tecnologico e garantiranno l’adozione di un modello open-source per alcuni dei risultati del progetto in modo da garantirne un’ampia divulgazione nella comunità scientifica.

Pubblicazioni:

• C. Silvano, W. Fornaciari, S. Crespi Reghizzi, G. Agosta, G. Palermo, V. Zaccaria, P. Bellasi, F. Castro, S. Corbetta, A. Di Biagio, E. Speziale, M. Tartara, D. Siorpaes, H. Hübert, B. Stabernack, J. Brandenburg, M. Palkovic, P. Raghavan, C. Ykman-Couvreur, A. Bartzas, S. Xydis, D. Soudris, T. Kempf, G. Ascheid, H. Meyr, J. Ansari, P. Mähönen, B. Vanthournout, 2PARMA: Parallel Paradigms and Run-time Management Techniques for Many-Core Architectures, ISVLSI 2010, Kefalonia, Greece, July 2010.