Mô hình lý thuyết phù hợp để thiết kế thuật toán cho máy tính hiệu năng cao hiện tại và sắp tới là gì

20

Câu hỏi này tương tự như câu hỏi chung hơn cho mô hình lý thuyết đúng của máy tính để thiết kế thuật toán và cấu trúc dữ liệu.
Ở đây, tôi hỏi cụ thể về các máy tính hiệu suất cao hiện tại (như những máy tính được liệt kê là Top 500 ) hoặc thậm chí về sắp tới siêu máy tính.

Cho rằng các máy tính này thường hoạt động trên các tập dữ liệu khổng lồ (có vẻ như một số người sử dụng các máy đó chủ yếu vì chúng có bộ nhớ chính kết hợp rất lớn) của mô hình I / O (được Aggarwal và Vitter giới thiệu vào năm 1988 ) và phiên bản song song của nó , PEM ( Arge, Goodrich, Nelson và Sitchinava năm 2008 ) nên có mặt. Mặt khác, cần có một cái gì đó về giao tiếp, đặc biệt là trừng phạt các gói siêu nhỏ cho tất cả các nút tính toán khác.

Như bạn có thể tưởng tượng, tôi không sợ rằng tôi đang cạn kiệt ý tưởng khi tạo ra một mô hình mới, nhưng tôi hơi lo lắng rằng tôi có thể bỏ qua những nỗ lực trước đây khi làm như vậy, đặc biệt bởi vì tôi có ấn tượng rằng những năm 1980- 1995 hoặc lâu hơn đã chứng kiến nhiều nỗ lực mô hình hóa như vậy (như mô hình cầu nối hoặc mô hình cầu nối) dường như chưa được sử dụng rộng rãi.

Những mô hình nào tôi nên xem xét kỹ hơn?

reference-request soft-question machine-models

— Riko Jacob
nguồn

điều này hoàn toàn không trả lời, nhưng bất kỳ mô hình nào cho các siêu máy tính hiện tại và sắp tới nhưng lại có lỗi / khả năng chịu lỗi.

— Sylvain Peyronnet

Hãy nhìn vào phân loại của Flynn. Theo Wikipedia, "Tất cả 10 siêu máy tính hàng đầu và hầu hết các siêu máy tính TOP500 đều dựa trên kiến trúc MIMD". vi.wikipedia.org/wiki/MIMD

— Mohammad Al-Turkistany

bạn có thể làm rõ câu: "Mặt khác, cần có một cái gì đó về giao tiếp, đặc biệt là trừng phạt các gói siêu nhỏ cho tất cả các nút tính toán khác." đó có phải là một lỗi đánh máy không? nó có nên được đẩy không? một câu trả lời cho câu hỏi này có thể là các mẫu thiết kế song song, ví dụ như mapreduce, Hoare's CSP không? xem thêm các thuật toán lãng quên bộ nhớ cache, wikipedia

— vzn

9

Tại PODC 2009, Bruce Hendrickson đã có một cuộc nói chuyện được mời một cách phi thường về những vấn đề này. (Các slide của anh ấy dường như không trực tuyến, nhưng bạn có thể muốn hỏi anh ấy nếu bạn có thể nhìn thấy chúng.) Tôi không nghĩ đã có một mô hình "đúng" - phần thưởng cho bạn! - nhưng tôi sẽ đề nghị bạn xem xét các bài báo của anh ấy, đặc biệt là các bài viết trên trang Đồ thị và Kiến trúc , nơi anh ấy cố gắng tìm ra cách xử lý các biểu đồ khổng lồ với cấu trúc nhỏ (tức là bộ dữ liệu "hiện đại") trên các máy đa luồng.

— Aaron Sterling
nguồn

Cảm ơn con trỏ. Liếc qua nó, tôi có cảm tưởng rằng anh ta không quá quan tâm đến việc xác định một mô hình sẽ cho phép phân tích lý thuyết. Tôi có bỏ qua điều gì không? Có lẽ tôi nên liên hệ trực tiếp với anh ấy.

— Riko Jacob

@Riko Jacob: Tôi đồng ý rằng Hendrickson là một học viên hơn là một người mẫu. Tôi nghĩ rằng anh ta có một trực giác tuyệt vời cho những gì cần thiết, mặc dù. Nếu bạn muốn có bài viết về các mô hình, bạn có thể quan tâm nhiều hơn đến Hội thảo về Lý thuyết và Nhiều lõi . Mặc dù vậy, tôi không tìm thấy bất kỳ mô hình nào thỏa mãn, và tôi sẽ rất thích thú khi thấy những gì bạn nghĩ ra. :-)

— Aaron Sterling

8

Một vấn đề không rõ ràng là cache sẽ phát triển như thế nào. Luận án năm 2009 của Nikos Hardavellas xem xét những điều này từ góc độ hệ thống, bao gồm các cân nhắc về giới hạn vật lý đối với các hệ thống bộ nhớ có thể mở rộng. Luận án không trình bày một mô hình như vậy, nhưng có thể cung cấp cho bạn một số manh mối.

— Rasmus Pagh
nguồn

4

$\lceil \log x\rceil$

— Suresh Venkat
nguồn

Sau khi liếc qua nó, nó trông giống như một người tiền nhiệm của mô hình lãng quên bộ nhớ cache. Tôi cũng không thấy bất kỳ ý tưởng nào về xử lý song song. Tôi đã bỏ lỡ một cái gì đó ở đây?

— Riko Jacob

Tôi nghĩ đó là nhiều hơn về các mô hình bộ nhớ phân cấp, đó là sự thật.

— Suresh Venkat