Performance-aware energy optimizations in networks for HPC
- Autores: Karthikeyan Palavedu Saravanan
- Directores de la Tesis: Alejandro Ramírez Bellido (dir. tes.), Paul Matthew Carpenter (codir. tes.), Rosa M Badia (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón Beivide Palacio (presid.), Eduard Ayguadé Parra (secret.), Ramon Bertran Monfort (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La eficiencia energética es un gran reto en el área de la Supercomputación (HPC), las grandes necesidades de energía no solo limitan el potencial de las computadoras de nueva generación, sino que también aumentan el coste de funcionamiento de estos sistemas. Mientras que los sistemas HPC tienden a ser cada vez más energéticamente proporcionales en un empeño por reducir costes, los enlaces de interconexión siguen siendo muy ineficientes.
Los enlaces de interconexión comunes funcionan en modo ¿always-on¿, es decir, consumiendo energía incluso cuando no transmiten. Aunque se han propuesto algunas técnicas que ayuden a la proporcionalidad energética de los enlaces de interconexión, éstas han sido muy agresivas o poco enfocadas hacia su uso con sistemas HPC. Las técnicas de ahorro energético para los enlaces más agresivas no suelen ser utilizadas en HPC, particularmente porque degradan excesivamente el rendimiento. Cualquier técnica de ahorro energético solo será adoptada en sistemas HPC si no hay un impacto excesivo en el rendimiento, el cual es el principal objetivo de estos sistemas.
En esta tesis, primeramente se presenta una nueva caracterización de aplicaciones HPC, remarcando el enorme potencial de la proporcionalidad en los enlaces de interconexión proporcionales para aplicaciones HPC. Seguidamente, se evaluará siguiendo el protocolo ¿IEEE Energy Efficient Ethernet¿ un link de interconexión on/off. Esta evaluación presentará una relación de impacto energético y rendimiento en aplicaciones HPC, enfatizando en la necesidad de usar un enlace de interconexión enfocados a la eficiencia. Se continuará con la presentación de un mecanismo adaptivo, PerfBound, que ahorra energía respetando unos límites máximos de impacto en el rendimiento.
Finalmente, esta estructura es aplicada a un nuevo estado intermedio de funcionamiento adicional a los estados tradicionales on/off. Los resultados de este estudio, muestran que en más de 15 aplicaciones HPC la energía en los enlaces puede ser reducida en un 70% en comparación con enlaces ¿always-on¿, mientras que el impacto en el rendimiento es de tan solo un 1%.
