PISM Performance Profiling - Analyse einer Eisschild Simulation

Abstract

In der vorliegenden Masterarbeit wird der aktuelle Performancestand des Parallel Ice Sheet Model (PISM) evaluiert. Eine allgemeine Übersichtsanalyse ergibt, dass die Performance von PISM sowohl durch die Speicherbandbreite, also auch Netzwerkbandbreite und -latenz limitiert ist. Auf dieser Analyse aufbauend, werden ebenfalls mittels, sowohl automatisch generierten, als auch theoretisch hergeleiteten, Roofline Modellen, sowie Laufzeitmessungen einzelner Programmabschnitte die laufzeitkritischen Abschnitte identifiziert und analysiert. Für die herauskristallisierten Flaschenhälse und Hotspots, werden verschiedene Verbesserungsansätze dargelegt und diskutiert. Die detaillierte Analyse der Stressgleichungen ergibt beispielsweise eine mögliche Laufzeitreduzierung eben dieser um über 80 %. Anhand einer Implementierung wird die Umsetzbarkeit ausgewählter Verbesserungsansätze überprüft. Die Ergebnisse dieser Masterarbeit sind dabei von primärem Interesse für die PISM Entwickler. Das Vorgehen in dieser Arbeit ist exemplarisch für eine Performanceanalyse großer und kleiner Projekte und kann damit als Grundlage für weitere Analysen dienen, sodass die Masterarbeit auch für Leute interessant ist, die sich mit der Performance von wissenschaftlichem Programmcode auseinandersetzen.