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A uniform approach for programming distributed heterogeneous computing systems

机译：对分布式异构计算系统进行编程的统一方法

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摘要

Large-scale compute clusters of heterogeneous nodes equipped with multi-core CPUs and GPUs are getting increasingly popular in the scientific community. However, such systems require a combination of different programming paradigms making application development very challenging.In this article we introduce libWater, a library-based extension of the OpenCL programming model that simplifies the development of heterogeneous distributed applications. libWater consists of a simple interface, which is a transparent abstraction of the underlying distributed architecture, offering advanced features such as inter-context and inter-node device synchronization. It provides a runtime system which tracks dependency information enforced by event synchronization to dynamically build a DAG of commands, on which we automatically apply two optimizations: collective communication pattern detection and device-host-device copy removal.We assess libWater’s performance in three compute clusters available from the Vienna Scientific Cluster, the Barcelona Supercomputing Center and the University of Innsbruck, demonstrating improved performance and scaling with different test applications and configurations.
机译：配备有多核CPU和GPU的异构节点的大规模计算集群在科学界越来越受欢迎。但是，这样的系统需要组合不同的编程范例，这使应用程序开发非常困难。在本文中，我们介绍libWater，这是OpenCL编程模型的基于库的扩展，可简化异构分布式应用程序的开发。 libWater由一个简单的接口组成，该接口是基础分布式体系结构的透明抽象，提供高级功能，例如上下文间和节点间设备同步。它提供了一个运行时系统，该系统跟踪事件同步所强制执行的依赖项信息以动态构建命令的DAG，在此系统上我们自动应用了两项优化：集体通信模式检测和设备-主机-设备复制删除。我们评估了libWater在三个计算集群中的性能可以从Vienna Scientific Cluster，Barcelona超级计算中心和Innsbruck大学获得，证明了通过不同的测试应用程序和配置可以提高性能和扩展性。

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