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Gestion de ressources dans les architectures NOW

Participants : Pierrick Beaugendre, Thierry Priol

Mots-clés : NOW L'évolution simultanée des performances des processeurs et des technologies d'inter- connexion (ATM, SCI, Myrinet, ...) permet d'envisager la construction d'architectures parallèles à mémoire distribuée utilisant des composants matériels largement diffusés (station de travail ou PC à base de PentiumPro). Cette approche, appelée NOW (Network Of Workstations ), va permettre, à terme, de réaliser des machines très économiques pour des applications dans le domaine du calcul de haute-performance. Ce concept de réutilisation de composants largement diffusés s'applique également à la réalisation de logiciels. L'apparition de ``middleware'', comme Corba (Common Object Request Broker Architecture), permettent la conception d'applications distribuées en utilisant une approche client/serveur. Cependant, pour le moment, les applications visées concernent essentiellement les secteurs de la gestion (bases de données, multimedia, ...). Les applications dans le domaine du calcul de haute-performance peuvent tirer avantage de cette approche car elle permet de simplifier le portage des applications sur les calculateurs parallèles. Les parties de l'application nécessitant une parallélisation peuvent être regroupées au sein de serveurs spécialisés dont l'exécution sera prise en charge par un calculateur parallèle.

L'objectif de ce travail est d'étudier les différents mécanismes logiciels nécessaires à la conception d'un environnement de programmation par composants logiciels pour le calcul de haute-performance pour des architectures parallèles de type NOW. Plusieurs points sont étudiés :

• Gestion des ressources de calcul dans un calculateur de type NOW. Il s'agit d'offrir des services permettant une virtualisation des ressources au niveau des processeurs (concept de machine parallèle virtuelle). Ces services doivent permettre l'allocation de processeurs pour l'exécution de composants logiciels parallélisés.
• Gestion des ressources mémoire dans un calculateur de type NOW. Un service mémoire virtuelle partagée est nécessaire afin d'assurer la communication soit entre plusieurs processus issus de la parallélisation d'un serveur, soit entre plusieurs serveurs.
• Conception de middlewares de type ORB (Object Request Broker). Les ORB actuellement utilisés sont contruits au-dessus de TCP/IP ce qui ne permet pas des communications rapides entre le client et le serveur. Ceci représente un handicap pour l'utilisation du concept client/serveur pour le calcul hautes-performances. L'utilisation de technologies d'interconnexion, comme SCI, nécessite la conception d'ORB s spécifiques afin de permettre une utilisation efficace de ces technologies.
• Etude de paradigmes de programmation par composants logiciels. La conception d'applications par composants logiciels doit prendre en compte les contraintes du calcul de haute-performance : notamment en réduisant le volume de communication entre clients et serveurs en utilisant par exemple des services de persistance (via la mémoire virtuelle partagée).
• Expérimentation de l'environnement avec des applications. Quelques applications seront sélectionnées afin de valider l'approche proposée.

Une partie de ce travail est réalisée dans le cadre du projet Esprit Pacha qui vise à concevoir un multiprocesseur à partir d'un réseau de stations de travail interconnectées par un réseau rapide SCI (Scalable Coherent Interface ). Un premier prototype d'un gestionnaire de ressources a été réalisé en utilisant Orbix, une implémentation de Corba [22, 23]. Le gestionnaire de ressources est vu comme plusieurs services Corba ayant chacun une tâche particulière : administration du réseau de stations de travail, gestion des ressources (processeurs, mémoires), chargement et exécution des services Corba parallèles.

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