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Private GIT Repository
v10
[hpcc2014.git] / hpcc.tex
index b2509c119c84cd4f4a25a59a14f7793db335008c..2bb39975e3d6ba71a177d778156a87c34aaa6d16 100644 (file)
--- a/hpcc.tex
+++ b/hpcc.tex
@@ -232,9 +232,9 @@ asynchronous iterative algorithms comes from the fact it is necessary to run the
 with real data. In fact, from an execution to another the order of messages will
 change and the  number of iterations to reach the  convergence will also change.
 According  to all  the parameters  of the  platform (number  of nodes,  power of
 with real data. In fact, from an execution to another the order of messages will
 change and the  number of iterations to reach the  convergence will also change.
 According  to all  the parameters  of the  platform (number  of nodes,  power of
-nodes,  inter  and  intra clusrters  bandwith  and  latency,  ....) and  of  the
-algorithm  (number   of  splitting  with  the   multisplitting  algorithm),  the
-multisplitting code  will obtain the solution  more or less  quickly. Or course,
+nodes,  inter  and  intra clusrters  bandwith  and  latency, etc.) and  of  the
+algorithm  (number   of  splittings  with  the   multisplitting  algorithm),  the
+multisplitting code  will obtain the solution  more or less  quickly. Of course,
 the GMRES method also depends of the same parameters. As it is difficult to have
 access to  many clusters,  grids or supercomputers  with many  different network
 parameters,  it  is  interesting  to  be  able  to  simulate  the  behaviors  of
 the GMRES method also depends of the same parameters. As it is difficult to have
 access to  many clusters,  grids or supercomputers  with many  different network
 parameters,  it  is  interesting  to  be  able  to  simulate  the  behaviors  of
@@ -251,8 +251,8 @@ SimGrid~\cite{SimGrid,casanova+legrand+quinson.2008.simgrid} is a simulation
 framework to study the behavior of large-scale distributed systems.  As its name
 says, it emanates from the grid computing community, but is nowadays used to
 study grids, clouds, HPC or peer-to-peer systems.  The early versions of SimGrid
 framework to study the behavior of large-scale distributed systems.  As its name
 says, it emanates from the grid computing community, but is nowadays used to
 study grids, clouds, HPC or peer-to-peer systems.  The early versions of SimGrid
-date from 1999, but it's still actively developed and distributed as an open
-source software.  Today, it's one of the major generic tools in the field of
+date from 1999, but it is still actively developed and distributed as an open
+source software.  Today, it is one of the major generic tools in the field of
 simulation for large-scale distributed systems.
 
 SimGrid provides several programming interfaces: MSG to simulate Concurrent
 simulation for large-scale distributed systems.
 
 SimGrid provides several programming interfaces: MSG to simulate Concurrent
@@ -383,8 +383,8 @@ exchanged by message passing using MPI non-blocking communication routines.
 
 \begin{figure}[!t]
 \centering
 
 \begin{figure}[!t]
 \centering
-  \includegraphics[width=60mm,keepaspectratio]{clustering2}
-\caption{Example of two distant clusters of processors.}
+  \includegraphics[width=60mm,keepaspectratio]{clustering}
+\caption{Example of three distant clusters of processors.}
 \label{fig:4.1}
 \end{figure}
 
 \label{fig:4.1}
 \end{figure}
 
@@ -422,7 +422,7 @@ u =0 \text{~on~} \Gamma =\partial\Omega
 \right.
 \label{eq:02}
 \end{equation}
 \right.
 \label{eq:02}
 \end{equation}
-where $\nabla^2$ is the Laplace operator, $f$ and $u$ are real-valued functions, and $\Omega=[0,1]^3$. The spatial discretization with a finite difference scheme reduces problem~(\ref{eq:02}) to a system of sparse linear equations. Our multisplitting method solves the 3D Poisson problem using a seven point stencil whose the general expression could be written as
+where $\nabla^2$ is the Laplace operator, $f$ and $u$ are real-valued functions, and $\Omega=[0,1]^3$. The spatial discretization with a finite differences scheme reduces problem~(\ref{eq:02}) to a system of sparse linear equations. Our multisplitting method solves the 3D Poisson problem using a seven point stencil whose the general expression could be written as
 \begin{equation}
 \begin{array}{l}
 u(x-1,y,z) + u(x,y-1,z) + u(x,y,z-1)\\+u(x+1,y,z)+u(x,y+1,z)+u(x,y,z+1) \\ -6u(x,y,z)=h^2f(x,y,z),
 \begin{equation}
 \begin{array}{l}
 u(x-1,y,z) + u(x,y-1,z) + u(x,y,z-1)\\+u(x+1,y,z)+u(x,y+1,z)+u(x,y,z+1) \\ -6u(x,y,z)=h^2f(x,y,z),
@@ -450,7 +450,7 @@ The parallel solving of the 3D Poisson problem with our multisplitting method re
 
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 We did not encounter major blocking problems when adapting the multisplitting algorithm previously described to a simulation environment like SimGrid unless some code 
 
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 We did not encounter major blocking problems when adapting the multisplitting algorithm previously described to a simulation environment like SimGrid unless some code 
-debugging. Indeed, apart from the review of the program sequence for asynchronous exchanges between processors within a cluster or between clusters, the algorithm was executed successfully with SMPI and provided identical outputs as those obtained with direct execution under MPI. For the synchronous GMRES method, the execution of the program raised no particular issue but in the asynchronous multisplitting method , the review of the sequence of \texttt{MPI\_Isend, MPI\_Irecv} and \texttt{MPI\_Waitall} instructions
+debugging. Indeed, apart from the review of the program sequence for asynchronous exchanges between processors within a cluster or between clusters, the algorithm was executed successfully with SMPI and provided identical outputs as those obtained with direct execution under MPI. For the synchronous GMRES method, the execution of the program raised no particular issue but in the asynchronous multisplitting method, the review of the sequence of \texttt{MPI\_Isend, MPI\_Irecv} and \texttt{MPI\_Waitall} instructions
 and with the addition of the primitive \texttt{MPI\_Test} was needed to avoid a memory fault due to an infinite loop resulting from the non-convergence of the algorithm.
 %\CER{On voulait en fait montrer la simplicité de l'adaptation de l'algo a SimGrid. Les problèmes rencontrés décrits dans ce paragraphe concerne surtout le mode async}\LZK{OK. J'aurais préféré avoir un peu plus de détails sur l'adaptation de la version async} 
 %\CER{Le problème majeur sur l'adaptation MPI vers SMPI pour la partie asynchrone de l'algorithme a été le plantage en SMPI de Waitall après un Isend et Irecv. J'avais proposé un workaround en utilisant un MPI\_wait séparé pour chaque échange a la place d'un waitall unique pour TOUTES les échanges, une instruction qui semble bien fonctionner en MPI. Ce workaround aussi fonctionne bien. Mais après, tu as modifié le programme avec l'ajout d'un MPI\_Test, au niveau de la routine de détection de la convergence et du coup, l'échange global avec waitall a aussi fonctionné.}
 and with the addition of the primitive \texttt{MPI\_Test} was needed to avoid a memory fault due to an infinite loop resulting from the non-convergence of the algorithm.
 %\CER{On voulait en fait montrer la simplicité de l'adaptation de l'algo a SimGrid. Les problèmes rencontrés décrits dans ce paragraphe concerne surtout le mode async}\LZK{OK. J'aurais préféré avoir un peu plus de détails sur l'adaptation de la version async} 
 %\CER{Le problème majeur sur l'adaptation MPI vers SMPI pour la partie asynchrone de l'algorithme a été le plantage en SMPI de Waitall après un Isend et Irecv. J'avais proposé un workaround en utilisant un MPI\_wait séparé pour chaque échange a la place d'un waitall unique pour TOUTES les échanges, une instruction qui semble bien fonctionner en MPI. Ce workaround aussi fonctionne bien. Mais après, tu as modifié le programme avec l'ajout d'un MPI\_Test, au niveau de la routine de détection de la convergence et du coup, l'échange global avec waitall a aussi fonctionné.}
@@ -493,7 +493,7 @@ simulates the case of distant clusters linked with long distance network as in g
 
 
 Both codes were simulated on a two clusters based network with 50 hosts each, totaling 100 hosts. Various combinations of the above
 
 
 Both codes were simulated on a two clusters based network with 50 hosts each, totaling 100 hosts. Various combinations of the above
-factors have provided the results shown in Table~\ref{tab.cluster.2x50}. The problem size of the 3D Poisson problem  ranges from $N_x = N_y = N_z = \text{62}$ to 150 elements (that is from
+factors have provided the results shown in Table~\ref{tab.cluster.2x50}. The problem size of the 3D Poisson problem  ranges from $N=N_x = N_y = N_z = \text{62}$ to 150 elements (that is from
 $\text{62}^\text{3} = \text{\np{238328}}$ to $\text{150}^\text{3} =
 \text{\np{3375000}}$ entries). With the asynchronous multisplitting algorithm the simulated execution time is in average 2.5 times faster than with the synchronous GMRES one. 
 %\AG{Expliquer comment lire les tableaux.}
 $\text{62}^\text{3} = \text{\np{238328}}$ to $\text{150}^\text{3} =
 \text{\np{3375000}}$ entries). With the asynchronous multisplitting algorithm the simulated execution time is in average 2.5 times faster than with the synchronous GMRES one. 
 %\AG{Expliquer comment lire les tableaux.}
@@ -523,7 +523,7 @@ $\text{62}^\text{3} = \text{\np{238328}}$ to $\text{150}^\text{3} =
     power (GFlops)
     & 1         & 1         & 1         & 1.5       & 1.5       \\
     \hline
     power (GFlops)
     & 1         & 1         & 1         & 1.5       & 1.5       \\
     \hline
-    size $(n^3)$
+    size $(N)$
     & 62        & 62        & 62        & 100       & 100       \\
     \hline
     Precision
     & 62        & 62        & 62        & 100       & 100       \\
     \hline
     Precision
@@ -548,7 +548,7 @@ $\text{62}^\text{3} = \text{\np{238328}}$ to $\text{150}^\text{3} =
     Power (GFlops)
     & 1.5       & 1.5       & 1.5       & 1.5       & 1.5 \\ %      & 1         & 1.5 \\
     \hline
     Power (GFlops)
     & 1.5       & 1.5       & 1.5       & 1.5       & 1.5 \\ %      & 1         & 1.5 \\
     \hline
-    size $(n^3)$
+    size $(N)$
     & 110       & 120       & 130       & 140       & 150  \\ %     & 171       & 171 \\
     \hline
     Precision
     & 110       & 120       & 130       & 140       & 150  \\ %     & 171       & 171 \\
     \hline
     Precision
@@ -647,8 +647,8 @@ Note that the program was run with the following parameters:
 \begin{itemize}
 \item Description of the cluster architecture matching the format <Number of
   clusters> <Number of hosts in cluster1> <Number of hosts in cluster2>;
 \begin{itemize}
 \item Description of the cluster architecture matching the format <Number of
   clusters> <Number of hosts in cluster1> <Number of hosts in cluster2>;
-\item Maximum number of iterations;
-\item Precisions on the residual error;
+\item Maximum numbers of outer and inner iterations;
+\item Outer and inner precisions on the residual error;
 \item Matrix size $N_x$, $N_y$ and $N_z$;
 \item Matrix diagonal value: $6$ (See Equation~(\ref{eq:03}));
 \item Matrix off-diagonal value: $-1$;
 \item Matrix size $N_x$, $N_y$ and $N_z$;
 \item Matrix diagonal value: $6$ (See Equation~(\ref{eq:03}));
 \item Matrix off-diagonal value: $-1$;