Traçage et profilage de systèmes hétérogènes

Les systèmes hétérogènes sont de plus en plus présents dans tous les ordinateurs. En effet, de nombreuses tâches nécessitent l'utilisation de coprocesseurs spécialisés. Ces coprocesseurs ont permis des gains de performance très importants qui ont mené à des découvertes scientifiques, notamment l'apprentissage profond qui n'est réapparu qu'avec l'arrivée de la programmation multiusage des processeurs graphiques. Ces coprocesseurs sont de plus en plus complexes. La collaboration et la cohabitation dans un même système de ces puces mènent à des comportements qui ne peuvent pas être prédits avec l'utilisation d'analyse statique. De plus, l'utilisation de systèmes parallèles qui possèdent des milliers de fils d'exécution, et de modèles de programmation spécialisés, rend la compréhension de tels systèmes très difficile. Ces problèmes de compréhension rendent non seulement la programmation plus lente, plus couteuse, mais empêchent aussi le diagnostic de problèmes de performance.

Abstract

Heterogeneous systems are becoming increasingly relevant and important with the emergence of powerful specialized coprocessors. Because of the nature of certain problems, like graphics display, deep learning and physics simulation, these devices have become a necessity. The power derived from their highly parallel or very specialized architecture is essential to meet the demands of these problems. Because these use cases are common on everyday devices like cellphones and computers, highly parallel coprocessors are added to these devices and collaborate with standard CPUs. The cooperation between these different coprocessors makes the system very difficult to analyze and understand. The highly parallel workload and specialized programming models make programming applications very difficult. Troubleshooting performance issues is even more complex. Since these systems communicate through many layers, the abstractions hide many performance defects.