27、大规模应用调试与多核处理器及GPU优化技术

大规模应用调试与多核处理器及GPU优化技术

1. 大规模应用调试技术

在大规模处理器上调试应用程序时，传统虚拟环境的安装和配置需要管理权限，而大多数超级计算机默认不提供这些权限。不过，有一种创新技术可以解决这一问题，它完全位于用户空间，不受此限制。

1.1 技术原理

该技术将CHARMDEBUG（用于CHARM++应用程序的调试器）与BigSim（用于大型机器的模拟器）进行了扩展和集成。通过结合这两个系统，并解决了在扩展和集成过程中出现的挑战，能够为用户提供一种无缝的调试方法，使用的处理器数量比用户请求的要少得多。具体实现方式是在每个物理处理器内部分配多个虚拟处理器。

1.2 技术局限性与未来工作

• 内存操作问题 ：由于在物理处理器的单一地址空间内存在多个虚拟处理器，一些内存操作（如查找内存泄漏）被禁用。因为这些操作需要调试器明确是哪个虚拟处理器分配了内存。一种解决方法是使用内存标记机制，并按虚拟处理器对内存分配进行分组。
• MPI应用调试 ：目前CHARMDEBUG主要专注于CHARM++应用程序，虽然可以使用AMPI实现来调试MPI应用程序，但对于程序员来说可能存在不必要的开销。未来考虑对其进行扩展，以便为MPI程序提供更自然的调试方式。

2. OMPSs编程模型

OMPSs是一种基于OpenMP和StarSs扩展的编程模型，还可以包含OpenCL或CUDA内核，旨在为异构架构的编程提供简单的解决方案。

2.1 模型概述