Seminário de Avaliação - Série A: Sincronização Explícita em Implementações Híbridas MPI/OpenMP: Uma Abordagem para Métodos de Diferenças Finitas

Orientadores:
Carla Osthoff Ferreira de Barros - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Sanderson Lincohn Gonzaga de Oliveira - Universidade Federal de São Paulo - UNIFESP

Banca Examinadora:
Carla Osthoff Ferreira de Barros - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC (presidente)
Hiago Mayk Gomes de Araujo Rocha - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Diego Nunes Brandão - Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca - CEFET-RJ

Suplentes:
Renato Simões Silva - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC

Resumo:

A sincronização entre threads é um fator determinante para o desempenho e a escalabilida de de algoritmos paralelos em arquiteturas multicore e many-core. Barreiras globais implícitas, como as do OpenMP, podem introduzir atrasos significativos, pois forçam todas as threads a aguardarem a mais lenta, aumentando o tempo ocioso e limitando a eficiência. Este trabalho investiga estratégias explícitas de sincronização local como alternativa às barreiras globais, com foco em duas abordagens: busy waiting, na qual cada thread aguarda apenas suas vizinhas diretas, e semáforos POSIX, que controlam de forma estruturada a dependência local. O método Odd–Even Hopscotch (OEH), aplicado à equação do calor 2D, foi adotado como caso de aplicação por apresentar dependências temporais e espaciais adequadas para experimentação. Três versões foram implementadas: uma naive com barreiras implícitas, uma com busy waiting e outra com semáforos POSIX. Os resultados demonstram que a substituição das barreiras globais por sincronização local reduz significativamente o overhead, melhora o aproveit amento dos núcleos e aumenta a escalabilidade em ambientes híbridos MPI/OpenMP.