DSM-PM2: a portable platform for implementing multithreaded consistency protocols pour distributed shared memory systems
DSM-PM2 : une plate-forme portable pour l'implémentation de protocoles de cohérence multithreads pour systèmes à mémoire virtuellement partagée
Résumé
In their traditional flavor, Distributed Shared Memory (DSM) libraries allow a number of separate processes to share a common address space using a consistency protocol according to a semantics specified by some given consistency model: sequential consistency, release consistency, etc. The processes may usually be physically distributed among a number of computing nodes interconnected through some communication library. Most approaches to DSM programming assume that the DSM library and the underlying architecture are fixed, and that it is up to the programmer to fit his program with them. This static view does not allow experimentations with alternative implementations. The contribution of this thesis consists in proposing a generic impementation and experimentation platform called DSM-PM , which allows both the application and the underlying DSM consistency protocol to be co-designed and tuned for performance. This platform is entirely implemented in software, in user-space. It is portable across a large number of cluster architectures. It provides the basic blocks for implementing and evaluating a large number of multithreaded consistency pro- tocols within a unified framework. Three consistency models are currently supported: sequential consistency, release consistency and Java consistency. Several performances studies have been carried out with multiple multithreaded applications on different clusters, in order to evaluate the proposed consistency protocols. The platform has been validated as a target for a Java compiling system for distributed architectures, called Hyperion.
Dans leur présentation traditionnelle, les systèmes à mémoire distribuée virtuellement partagée (MVP, en anglais DSM) permettent à des processus de partager un espace d'adressage commun selon un modèle de cohérence fixé : cohérence séquentielle, à la libération, etc. Les pro- cessus peuvent habituellement être distribués sur des noeuds physiquement distincts et leurs in- teractions par la mémoire commune sont implémentées (de manière transparente) par la MVP, en utilisant une bibliothèque de communication. Dans la plupart de travaux dans ce domaine, il est sous-entendu que la MVP et l'architecture sous-jacente sont données. Le programmeur doit alors adapter son application à ce cadre fixe, afin d'obtenir une exécution efficace. Cette approche impose des limitations statiques et ne permet pas de comparer des approches alternatives. La contribution de cette thèse consiste à proposer une plate-forme générique d'implémentation et d'expérimentation appelée DSM-PM2, qui permet de développer et d'optimiser conjointement les applications distribuées et le(s) protocole(s) de cohérence de la MVP sous-jacente. Cette plate-forme, implémentée entièrement au niveau logiciel, est portable sur plusieurs architectures de grappes hautes performances. Elle fournit les briques de bases nécessaires pour implémenter et évaluer une large classe de protocoles de cohérence multithreads dans un cadre unifié. Trois mo- dèles de cohérence sont actuellement supportés : la cohérence séquentielle, la cohérence à la libéra- tion et la cohérence Java. Plusieurs études de performance ont été effectuées à l'aide d'applications multithreads pour l'ensemble des protocoles proposés, sur différentes plates-formes. DSM-PM a été validé par son utilisation en tant que cible d'un système de compilation Java pour des grappes appelé Hyperion.
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