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.

Highlights

Webseite: http://www.autotune-project.eu/

Software Downloads: PTF Release, Energie (DVFS) Tuning Bibliothek "enopt", Quality Expression System

Evaluierung des DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) Plugins.

Optimierung von SeisSol (Geophysik Anwendung) hinsichtlich Energieverbrauch, "Power Capping" und "Total Cost of Ownership".

Video Tutorials

Presse Mitteilungen

Gründung des AutoTune Demonstration Centre

Buchveröffentlichung: Automatic Tuning of HPC Applications - The Periscope Tuning Framework

AutoTune organisierte Konferenzen & Veranstaltungen

ParCo'13: MS "Application Autotuning for HPC" September 2013, Garching b. München (TUM)

Dagstuhl Seminar 13401: “Automatic Application Tuning for HPC Architectures”, September 2013, Schloss Dagstuhl

"Energy Days", Januar 2014, Graching (LRZ)

ICS 2014, “CPU Frequency Tuning for Optimizing the Energy to Solution”, Juni 2014, München, Deutschland.

First AutoTune Post-Project Exploitation Workshop, Januar 2015, Garching (LRZ,TUM)

Second AutoTune Post-Project Exploitation Workshop, März 2015, Dublin, Ireland

Supercomputing 2014, “AutoTune”, Vortrag auf dem LRZ Messestand, November 2014, New Orleans, USA

Steckbrief

Projektlaufzeit

15.10.2011 – 14.4.2015

Kontaktperson

Dr. Matthias Brehm

Förderorganisation

European Commission FP7

Website

www.autotune-project.eu/

Partnerinstitutionen

  • Technische Universität München
  • Leibniz-Rechenzentrum
  • CAPS enterprise
  • Universität Autònoma de Barcelona
  • Universität Wien
  • IBM (associated partner)