Sovellusten oikea hajautus kasvattaa laskentanopeutta ja pienentää tehonkulutusta (Väitös Master of Science Bo Yang, 9.12.2013)
Tietotekniikan toimintaa voidaan nopeuttaa ja energiankulutusta laskea sijoittamalla sovelluksen eri osat järkevästi moniytimellisen prosessorin eri suorituslohkoihin. Miten tuo sijoittelu onnistuu, siihen etsi filosofian maisteri Yang Bo vastausta Turun yliopistoon tekemässään väitöskirjassaan. Ratkaisuna hän esittää ongelman jakamista kolmeen osaan ja kukin ratkaiseminen erikseen.
Turun yliopiston tiedote 4.12.2013
Moniydinsuorittimet ovat yleistyneet elektroniikassa ulottuen jopa kannettaviin laitteisiin kuten älypuhelimiin. Esimerkiksi ilmaston simuloimiseen sekä geneettisiin analyyseihin käytettävissä supertietokoneissa on jopa tuhansia suorituslohkoja.
– Sovellusten osien sijoittelu laajoihin suoritusverkkoihin on nousemassa merkittäväksi ongelmaksi, joka täytyy huomioida suunniteltaessa rinnakkaisia järjestelmiä, Bo toteaa.
Väitöstutkimuksessaan hän jakoi moniulotteinen ongelma kolmeen erilliseen vaiheeseen, jonka jälkeen jokaisen osan ongelmat voidaan ratkaista erikseen. Näin syntyy kokonaisuuden kannalta paras sijoittelu.
– Esitetty ratkaisumalli huomioi niin laskennalliset kuin kommunikaatioonkin liittyvät seikat parantaen järjestelmän suorituskykyä sekä pienentäen tehonkulutusta, Bo toteaa.
Bo avaa keinoja vertaamalla sovelluksen osia ihmisjoukkoon.
– Kuvitellaan, että tuhat ihmistä pitäisi sijoittaa tuhanteen huoneeseen. Montako yhdistelmää pitää kokeilla, että kaikki ihmiset ovat tyytyväisiä sijoitteluun? Tilanne on sama, kun sijoitellaan tuhat sovelluksen osaa tuhannelle suorituslohkolle. Näin suuren hakuavaruuden käsittelyssä suoraviivaiset evoluution kaltaiset algoritmit kuluttavat liikaa aikaa, joten niitä täytyy kiihdyttää, Bo sanoo.
Hän esittää väitöskirjassaan useita menetelmiä tämän tavoitteen saavuttamiseksi, ilman että tuloksena saatavan ratkaisun laatu heikkenisi.
– Kun otetaan huomioon, että järjestelmien monimutkaisuus on kasvussa, on selvää, että kiihdytetyillä evoluution kaltaisilla algoritmeilla saadaan merkittäviä etuja.
**
Maanantaina 9. joulukuuta 2013 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (ICT-talo, Auditorio Beta, Joukahaisenkatu 1-3) julkisesti tarkastettavaksi Master of Science Bo Yangin väitöskirja ”Towards Optimal Application Mapping for Energy-Efficient Many-Core Platforms” (Kohti optimaalista sovelluskartoitusta energiatehokkaissa Many-Core -ympäristöissä). Virallisena vastaväittäjänä toimii tohtori Jesus Barba Romero (Castilla-La Mancha -yliopisto, Espanja) ja kustoksena filosofian tohtori, yliopistonlehtori Juha Plosila.
MSc Bo Yang on syntynyt 1975 Kiinassa. Master of Science -tutkinnon hän suoritti Renmin University of China -yliopistossa vuonna 2006. Yang toimii parhaillaan projektitutkijana Turun yliopistossa. Väitös kuuluu tietotekniikan alaan.