Uldis Locāns - jaunais datorzinātņu doktors

Recenzenti: prof. Dr.sc.comp. G.Arnicāns (LU), prof. Dr. P.Arbenz (Cīrihes ETH Augstskola, Šveice), prof. Dr.sc.ing. A.Lektauers (RTU DITF). Balsošanas rezultāti: piešķirt – 12, nepiešķirt – nav, nederīgu biļetenu nav. Promocijas darba anotācija: Jaunās procesoru arhitektūras, kā grafiskie procesori (GPU) un Intel Many Integrated Cores (MIC) procesori, sniedz milzīgu veiktspējas potenciālu augstas veiktspējas skaitļošanas aplikācijās. Tomēr izstrādājot programmatūru, kas spēj izmantot šīs jaunās tehnoloģijas ir jāsaskarās ar dažādiem papildus grūtībām. Programmām ir jāspēj izmantot papildus paralēlisms, ko piedāvā šīs iekārtās, tām ir jāspēj pielāgoties dažādām procesoru arhitektūrām un jāizmanto dažādas izstrādes platformas, lai aplikācija spēdu darboties uz iekārtām no dažādiem ražotājiem. Dynamic Kernel Scheduler (DKS) tika izstrādāts, lai nodrošinātu papildus programmatūras slāni starp programmu un papildus processoriem. DKS nodrošina komunikāciju starp aplikāciju un šīm iekārtām, uzdevumu izpildi uz iekārtas un piedāvā bibliotēku ar algoritmiem, kas optimizēti darbībai uz šīm iekārtām. Algoritmi, kas pieejami DKS, tiek izstrādāti izmantojot CUDA, OpenCL un OpenMP tehnoloģijas. Atkarībā no pieejamās iekārtas DKS spēj pārslēgties starp šiem risinājumiem un izvēlēties pareizo algoritma implementāciju. DKS tika izmantots, lai nodrošinātu papilduis processoru atbalstu tādās aplikācijās kā OPAL (Object-oriented Particle Accelerator Library), musrfit un PET (Positron Emission Tomography) attētlu rekonstruēšanas aplikācijā. Šīs programmas tiek izstrādātas Paul Scherrer Institut un ETH Zurich, un izmantotas daļiņu paātrinātāju modelēšanā un experimentālo datu analīzē. Sasniegtie rezultāti rāda, ka izmantojot papildus processorus iespējams sasniegt ievērojamu paātrinājumu programmu izpildes laikā un ar DKS palīdzību tiek atvieglota GPU un Intel MIC integrācija un uzturēšana esošajās aplikācijās. Jaunno processoru arhitektūru potenciāls tiek papildus nodemonstrēts pārnesot uz CUDA mbtrack aplikāciju, kas izstrādāta SOLEIL (French national synchrotron facility). Šī programma PSI tiek izmantota, lai modelētu nestabilitātes saistītos daļiņu kūļos un pārejošos effektus, ko rada daļiņu plūsma mijiedarbojoties ar apkārtējiem elementiem. Izmantojot skaitļošanas jaudu, kas pieejama GPU, ir iespējams šīs simulācijas pārnest no lielākiem CPU klasteriem un vienkāršāku sistēmu, kas sastāv no processora papildināta ar vienu grafisko karti.