Use of machine learning for improvements in performance abd energy consumption in HPC systems

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Klôh, Vinícius Prata
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Laboratório Nacional de Computação Científica
Coordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA)
Brasil
LNCC
Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://tede.lncc.br/handle/tede/324
Resumo: Scientific Computing has been indispensable for advances in several research domains because it offers a large capacity of computational resources that allow the execution of increasingly complex simulations. However, some areas still require greater computational capability to perform increasingly accurate simulations. To meet this demand make them feasible, High Performance Computing (HPC) sys- tems are constantly evolving. In this sense, the development of new supercom- puters and strategies that enable their development, such as the orchestration of computational resources in a more efficient way, in terms of performance and energy efficiency, has been sought. Among the challenges found to achieve these advances are the analysis and prediction of runtime and energy consumption for different classes of scientific applications executed in different computational architectures. Therefore, this work proposes a methodology for monitoring and analyzing sci- entific applications using performance counters, and the use of these as real data for Machine Learning (ML) techniques to understand the scientific applications, and how their performance characteristics regarding the use of computational re- sources. Still, ML is used for the development of models for characterization of the scientific applications and predictive models for runtime and energy consumption on the execution of an application in different architectures.
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spelling Use of machine learning for improvements in performance abd energy consumption in HPC systemsComputação de alto desempenhoMonitoring analysis of cientifics applicationsPerformance predictionEnergy consumption on HPC environmentsMachine Learning-based modelsCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOScientific Computing has been indispensable for advances in several research domains because it offers a large capacity of computational resources that allow the execution of increasingly complex simulations. However, some areas still require greater computational capability to perform increasingly accurate simulations. To meet this demand make them feasible, High Performance Computing (HPC) sys- tems are constantly evolving. In this sense, the development of new supercom- puters and strategies that enable their development, such as the orchestration of computational resources in a more efficient way, in terms of performance and energy efficiency, has been sought. Among the challenges found to achieve these advances are the analysis and prediction of runtime and energy consumption for different classes of scientific applications executed in different computational architectures. Therefore, this work proposes a methodology for monitoring and analyzing sci- entific applications using performance counters, and the use of these as real data for Machine Learning (ML) techniques to understand the scientific applications, and how their performance characteristics regarding the use of computational re- sources. Still, ML is used for the development of models for characterization of the scientific applications and predictive models for runtime and energy consumption on the execution of an application in different architectures.A Computação Científica tem sido indispensável para avanços em diversas pesquisas domínios porque oferece uma grande capacidade de recursos computacionais que permitem a execução de simulações cada vez mais complexas. No entanto, algumas áreas ainda requerem maior capacidade computacional para realizar simulações cada vez mais precisas. Para atender a essa demanda e torná-los viáveis, os sistemas de Computação de Alto Desempenho (HPC) tems estão em constante evolução. Nesse sentido, o desenvolvimento de novos supercom- computadores e estratégias que possibilitem seu desenvolvimento, como a orquestração de recursos computacionais de forma mais eficiente, em termos de desempenho e energia eficiência, tem sido procurado. Entre os desafios encontrados para alcançar esses avanços são a análise e previsão de tempo de execução e consumo de energia para diferentes classes de aplicações científicas executadas em diferentes arquiteturas computacionais. Portanto, este trabalho propõe uma metodologia para monitorar e analisar aplicativos específicos usando contadores de desempenho e o uso deles como dados reais para técnicas de Machine Learning (ML) para entender as aplicações científicas, e como suas características de desempenho em relação ao uso de recursos computacionais fontes. Ainda, ML é usado para o desenvolvimento de modelos para caracterização do aplicações científicas e modelos preditivos para tempo de execução e consumo de energia na execução de uma aplicação em diferentes arquiteturas.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroLaboratório Nacional de Computação CientíficaCoordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA)BrasilLNCCPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalSchulze, Bruno RichardFerro, MarizaSchulze, Bruno RichardGomes, Antonio Tadeu AzevedoBona, Luis Carlos Erpen deKlôh, Vinícius Prata2023-03-09T17:21:55Z2020-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfKLÔH, V. P. Use of machine learning for improvements in performance abd energy consumption in HPC systems. 2020. 136 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional) - Laboratório Nacional de Computação Científica, Petrópolis, 2020.https://tede.lncc.br/handle/tede/324enghttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCCinstname:Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)instacron:LNCC2023-03-10T04:01:51Zoai:tede-server.lncc.br:tede/324Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede.lncc.br/PUBhttps://tede.lncc.br/oai/requestlibrary@lncc.br||library@lncc.bropendoar:2023-03-10T04:01:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC - Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)false
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