Automatic Online Tuning (AutoTune)

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Das Ziel des seit Oktober 2011 von der EU geförderten FP7 Projektes „Automatic Online Tuning“ (AutoTune) ist die Erweiterung des von der TUM entwickelten Periscopetools um Tuning-Plugins zur automatischen Optimierung von Applikationen im HPC-Umfeld hinsichtlich Performancesteigerung und Energieeffizienz. Das Periscope Tuning Framework (PTF) benutzt die wichtigsten Grundsätze des Periscopetools: auf Fachwissen basierende Formalismen zur automatischen Analyse, Suche auf Basis von Programmabschnitten, und eine verteilte skalierbare Architektur. PTF hat eine Plugin-basierte Architektur und wurde im Laufe der Zeit mit unterschiedlichen Plugins erweitert: ein Parallel-Patterns Plugin, ein hybrides Manycore-HMPPPlugin, ein Dynamic Voltage Frequency Scaling (DVFS) Plugin, ein MPI-Parameter-Plugin, ein MasterWorker-MPI-Plugin, und ein Compiler-Flag-Selection-Plugin. Das LRZ war für die Entwicklung des DVFS Plugins verantwörtlich, welches für den Energieverbrauchsoptimiertierung durch Frequenz-Skalierung sorgt. Verschiedene Optimierungsaspekte bezüglich der Leistungsaufnahme, Laufzeit und Energie sind im Plugin auch vorhanden, darunter das Total Cost of Ownership, Power Capping, und das Energy-Delay-Product. Das Plugin basiert auf drei Modellen, je ein Model für Laufzeit, Leistungsaufnahme, und Energie. Weiter hat das LRZ die Enopt-Bibliothek entwikelt, um die Frequenzen zu setzen, sowie den Energieverbrauch auf einzelner Abschnitte zu messen. Mittels Enopt greift PTF auf die Energiezähler zu und setzt die CPU-Frequenzen. Darüber hinaus sind die Anwendungen auch nur mit Enopt instrumentierbar. Das LRZ hat zum Projekt die Expertise für das Monitoring sowie für die Anwendungsoptimierung beigesteuert und stellte sein HPC-System SuperMUC als Test-Umgebung für die entwickelte Tools zur Verfügung. Im Rahmen des vom LRZ geleiteten Arbeitspaket „Dissemination & Exploitation“ wird dazu eine geignete Plattform („AutoTune Demonstration Centre“) aufgeführt. Damit wird die Verbreitung im HPC Umfeld und Pflege des im AutoTune entwickelten Softwarepakets nach Projektende realisiert.