Errendimendu Handiko Prozesadoreak26249
- Ikastegia
- Informatika Fakultatea
- Titulazioa
- Informatikaren Ingeniaritzako Gradua
- Ikasturtea
- 2023/24
- Maila
- X
- Kreditu kopurua
- 6
- Hizkuntzak
- Gaztelania
- Euskara
- Kodea
- 26249
IrakaskuntzaToggle Navigation
Irakaskuntza-gidaToggle Navigation
Irakasgaiaren Azalpena eta Testuingurua zehazteaToggle Navigation
Konputagailuen Arkitektura alorreko aurreko ikasgaietan, konputagailuen prozesatze-abiadura handitzeko erabiltzen diren oinarrizko estrategia nagusiak aztertu ditugu. Ikasgai honetan, urrats bat gehiago emango dugu, eta gaurko prozesadore azkarrenen errendimendua hobetzeko erabiltzen diren segmentazio-teknika aurreratuak aztertuko ditugu. Horrekin batera, paralelismoaren arloan ere beste pauso bat emango dugu, SIMD zein MIMD arkitekturak analizatuz.
Lehen gaian, ziklo anitzeko prozesadore aurreratuen arkitektura segmentatua aztertuko dugu: Tomasuloren algoritmoa, prozesadore supereskalarrak, jauzien iragarleak... Ondoren, memoria partekatuko SMP sistemetako datuen koherentzia, prozesuen sinkronizazioa, eta begiztak paralelizatzeko aukera nagusiak aztertuko ditugu. Eta hirugarren gaian, SIMD motako sistemen arkitekturan eta programazioan zentratuko gara: bektore-prozesadoreak eta prozesadore grafikoak edo GPU-ak. Praktiketarako, OpenMP, bektore-eragiketa intrintsekoak (AVX512), eta CUDA erabiliko ditugu. Bukaeran, GPU batean exekutatzeko aplikazio paralelo bat sortu beharko da.
Arlo bereko hurrengo ikasgaian —Konputazio Paraleloko Sistemak—, memoria banatuko sistema paralelo masiboak aztertuko ditugu: komunikazio-sarea, datuen koherentzia, eta MPI, errendimendu handiko cluster-etarako aplikazio paraleloak sortzeko tresna nagusia.
Gaitasunak / Irakasgaia Ikastearen EmaitzakToggle Navigation
Ikasgaia ikastearen emaitzak:
1. Segmentazio aurreratua (desordena/desordena eredua), prozesadore supereskalarren arkitektura eta jauzien iragarpen dinamikoa ulertzea.
2. Hari eta nukleo anitzeko prozesadoreen arkitektura ulertzea.
3. Memoria partekatuen MIMD sistemen datuen koherentzia eta prozesuen sinkronizazioa menderatzea
4. Bektore-prozesadore baten arkitektura (SIMD) eta bektore-prozesamendua ulertzea. Aplikazio bektorialak sortzea, AVX512 intrinsics erabiliz.
5. GPU-en arkitektura (SIMD) ulertzea. GPU-etarako aplikazioak sortzea, CUDA erabiliz.
Eduki teoriko-praktikoakToggle Navigation
1. Ziklo anitzeko segmentazio aurreratua
1.1. Sarrera.
1.2. Desordena/desordena exekuzio-eredua.
1.3. Tomasulo kontrol-unitatea: erreserba-guneak.
1.4. Memoria unitate funtzionala.
1.5. Berrordenatze-bufferra; salbuespenen tratamendu zehatza.
1.6. Prozesadore supereskalarrak.
1.7. Jauzien iragarpen dinamikoa; espekulazioa.
2. MIMD arkitekturak: memoria partekatua
2.1. Sarrera. Hari anitzeko sistemak (multithreading) eta nukleo anitzeko sistemak (SMP).
2.2. Datuen koherentzia: snoopy kontrolagailuak.
2.3. Prozesuen sinkronizazioa: agindu eta prozedura atomikoak.
2.4. Begizten paralelizazioa: dependentzien analisia.
2.5. Laborategia: OpenMP.
3. SIMD arkitekturak: bektore-prozesamendua eta prozesamendu grafikoa (GPU - CUDA)
3.1. Sarrera.
3.2. Bektoreak prozesatzeko arkitekturak. Bektore-kodea sortzeko teknikak. Laborategia: bektore-kodea, AVX512 aginduetarako intrinsics funtzioak.
3.3. Prozesadore grafikoak. GPU-en arkitektura.
3.4. GPU-ak programatzeko tresnak: CUDA.
3.5. CUDA-ren programazio-eredua.
3.6. Errendimendua hobetzeko jarraibideak.
3.7. Proiektua: aplikazio bat paralelizatzea GPU batean exekutatzeko. Errendimenduaren analisia.
MetodologiaToggle Navigation
Ikasgaia aurrez aurreko bi jarduera moten bidez irakasten da: alde batetik teoria eskolak eta ariketa eskolak, eta, bestetik, ikasitakoa praktikan jartzeko balioko duten laborategi-saioak eta proiektu/praktika bat. Irakaskuntza prozesuan metodologia aktiboak eta ikasketa kooperatiboa erabiliko dira: talde-lanak egingo dira, ariketen ebazpenak denon artean eztabaidatuko dira, etab. Helburua ikasleen motibazioa eta parte hartzea handitzea da.
Ebaluazio-sistemakToggle Navigation
- Ebaluazio Jarraituaren Sistema
- Azken Ebaluazioaren Sistema
- Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
- Metodologiak eta ehunekoak hurrengo ataletan zehazten dira (%): 100
Ohiko Deialdia: Orientazioak eta Uko EgiteaToggle Navigation
Bi aukera daude ikasgaia gainditzeko
- Ebaluazio/ikasketa jarraitua
Hasieran lehenetsitako ebaluazio modua da, eta bakarrik ohiko deialdirako. Parte-hartze aktibo eta jarraitua eskatzen da: eskoletara eta laborategietara etortzea (salbuespenak salbuespen), ariketak/lanak entregatzea, eta ebaluazio-probak, praktikak eta abar egitea. Baldintza horiek bete ezean, ebaluazio globalera igaro beharko da
Honela ebaluatuko da ikasgaia modu honetan:
1. - 3.2. gaiak 6 puntu azterketa (4) + lan praktikoak (2)
3.3. - 3.7. gaiak CUDA proiektua (3) + ariketak (1)
Ikasgaia gainditzeko, nota osoa 5 edo gehiago izateaz gain, ebaluazio-proba guztietan, hau da, ariketetan, azterketan, lan praktikoetan eta CUDA proiektuan gutxienez 4 puntu (10etik) lortu behar dira.
Ebaluazio jarraituan segitzeko baldintzak bete arren, ebaluazio globalera pasa nahi duen ikasleak irakasleei jakinarazi beharko die posta elektronikoz, ikasturteko 14. astea baino lehen.
-Ebaluazio globala
Ikastaroa aurreko moduan jarraitu ezin edo nahi ez bada, ebaluazio globala aukeratu daiteke. Kasu horretan, honela ebaluatuko da ikasgaia:
Azterketa idatzia (gai guztiak) 7 puntu
Lan praktikoa (CUDA) 3 puntu
Ikasgaia gainditzeko, nota osoa 5 edo gehiago izateaz gain, proba idatzian zein lan praktikoan gutxienez 4 puntu (10etik) lortu behar dira.
Ezohiko deialdia: Orientazioak eta Uko EgiteaToggle Navigation
Ezohiko deialdia aurreko atalean zehaztutako ebaluazio globalaren bidez egingo da.
Nahitaez erabili beharreko materialaToggle Navigation
Nahitaezko materiala, gardenkiak edota irakurgaiak, eGelan izango da.
BibliografiaToggle Navigation
Oinarrizko bibliografia
Hennessy J.L., Patterson D.A. Computer architecture: a quantitative approach. (6. ed.). Morgan Kaufmann, 2017. [ Konputagailuen arkitektura. Hurbilketa kuantitatibo bat. (4 ed.). UPV/EHU, 2009. ]
Chapman B. et al. Using OpenMP. The MIT Press, 2008
http://openmp.org/
http://software.intel.com/sites/landingpage/IntrinsicsGuide/
Kirk D.B. et al. Programming massively parallel processors. 3. ed. Elsevier, 2017.
https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-c-programming-guide/index.html
Gehiago sakontzeko bibliografia
van der Pas, R. et al. Using OpenMP: The next step. The MIT Press, 2017.
Ortega J. et al. Arquitectura de Computadores. Thomson, 2005.
Sorin D.J. et al. A primer on memory consistency and cache coherence. Morgan & Claypool Pub., 2011.
Midkiff S.P. Automatic parallelization. An overview of fundamental compiler techniques. Morgan & Claypool Pub., 2012.
http://top500.org/
Aldizkariak
Arloko aldizkariak eta fabrikatzaileen webguneak: IEEE Computer, IEEE Micro, BYTE, www.top500.org, https://developer.nvidia.com/cuda-zone,...
5., 6. eta salbuespenezko deialdien epaimahaiaToggle Navigation
- ARREGUI URIARTE, MARIA OLATZ
- ETXEBERRIA UZTARROZ, MARIA IZASKUN
- PASCUAL SAIZ, JOSE ANTONIO
TaldeakToggle Navigation
01 Teoriakoa (Gaztelania - Goizez)Erakutsi/izkutatu azpiorriak
Asteak | Astelehena | Asteartea | Asteazkena | Osteguna | Ostirala |
---|---|---|---|---|---|
1-15 | 10:30-12:00 (1) | 09:00-10:30 (2) |
Irakasleak
01 Laborategiko p.-1 (Gaztelania - Goizez)Erakutsi/izkutatu azpiorriak
Asteak | Astelehena | Asteartea | Asteazkena | Osteguna | Ostirala |
---|---|---|---|---|---|
1-15 | 12:00-13:30 (1) |
Irakasleak
46 Teoriakoa (Euskara - Arratsaldez)Erakutsi/izkutatu azpiorriak
Asteak | Astelehena | Asteartea | Asteazkena | Osteguna | Ostirala |
---|---|---|---|---|---|
1-15 | 15:30-17:00 (1) | 14:00-15:30 (2) |
Irakasleak
46 Laborategiko p.-1 (Euskara - Arratsaldez)Erakutsi/izkutatu azpiorriak
Asteak | Astelehena | Asteartea | Asteazkena | Osteguna | Ostirala |
---|---|---|---|---|---|
1-15 | 17:00-18:30 (1) |