Исследование параллельных приложений для гетерогенных архитектур с использованием стандартов SYCL и OpenMP
Main Article Content
Аннотация
Представлены результаты исследований параллельных приложений для гетерогенных архитектур с использованием стандарта SYCL и его реализации DPC++, а также технологии OpenMP, разработанные студентами кафедры прикладной математики и искусственного интеллекта (ПМИИ) ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в ходе выполнения научно-исследовательских работ. В качестве прикладной задачи рассмотрен поиск кратчайших путей в графах различной размерности с использованием алгоритмов Беллмана-Форда и дельта-шага.
Алгоритм Беллмана – Форда легко поддается распараллеливанию и продемонстрировал отличную масштабируемость. Для алгоритма дельта-шага, напротив, использование GPU не дало заметного ускорения из-за сложности согласования памяти и необходимости многократного копирования данных между устройствами.
Тестирование проводилось с использованием следующих аппаратных средств: центральный процессор Intel Core i5-12400F (6 ядер, 12 потоков), графический процессор NVIDIA GeForce GTX1660 (1408 CUDA-ядер). Результаты тестирования показывают, что даже в рамках одной вычислительной задачи различные реализации могут демонстрировать разное поведение при изменении параметров задачи. Это подтверждает важность предварительного анализа и тестирования при выборе аппаратно-программной архитектуры для задач, требующих высокой производительности.
Разработанный комплекс программ визуализирует зависимость ускорения параллельных реализаций алгоритма от числа вершин в графе при различных параметрах метода и успешно используется в учебно-научном процессе кафедры ПМИИ ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ».
Ключевые слова:
Article Details
Библиографические ссылки
2. SYCL Reference. URL: https://github.khronos.org/SYCL_Reference/index.html (date accessed: 12.05.2026)
3. Reinders James, Ashbaugh Ben, Brodman James, Kinsner Michael, Pennycook John, Tian Xinmin. Data Parallel C++: Programming Accelerated Systems Using C++ and SYCL. Springer Nature, 2023. 630 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-9691-2
4. OpenMP standard. URL: https://www.openmp.org (date accessed: 12.05.2026)
5. Robert Sedgewick. Algorithms in C++: Graph algorithms Addison-Wesley, 2002, 496 p.
6. Algorithms: construction and analysis, 2nd edition. Translated from English. Moscow: Williams Publishing House, 2011. 676 p.: ill. Parallel title English.
7. Meyer U., Sanders P. Δ-stepping: a parallelizable shortest path algorithm // J. of Algorithms. 2003. Vol. 49, No. 1. P. 114–152.
8. Crauser, A., Mehlhorn, K., Meyer, U., Sanders, P. (1998). A parallelization of Dijkstra's shortest path algorithm. In: Brim, L., Gruska, J., Zlatuška, J. (eds) Mathematical Foundations of Computer Science 1998. MFCS 1998. Lecture Notes in Computer Science, vol 1450. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/BFb0055823
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Представляя статьи для публикации в журнале «Электронные библиотеки», авторы автоматически дают согласие предоставить ограниченную лицензию на использование материалов Казанскому (Приволжскому) федеральному университету (КФУ) (разумеется, лишь в том случае, если статья будет принята к публикации). Это означает, что КФУ имеет право опубликовать статью в ближайшем выпуске журнала (на веб-сайте или в печатной форме), а также переиздавать эту статью на архивных компакт-дисках журнала или включить в ту или иную информационную систему или базу данных, производимую КФУ.
Все авторские материалы размещены в журнале «Электронные библиотеки» с ведома авторов. В случае, если у кого-либо из авторов есть возражения против публикации его материалов на данном сайте, материал может быть снят при условии уведомления редакции журнала в письменной форме.
Документы, изданные в журнале «Электронные библиотеки», защищены законодательством об авторских правах, и все авторские права сохраняются за авторами. Авторы самостоятельно следят за соблюдением своих прав на воспроизводство или перевод их работ, опубликованных в журнале. Если материал, опубликованный в журнале «Электронные библиотеки», с разрешения автора переиздается другим издателем или переводится на другой язык, то ссылка на оригинальную публикацию обязательна.
Передавая статьи для опубликования в журнале «Электронные библиотеки», авторы должны принимать в расчет, что публикации в интернете, с одной стороны, предоставляют уникальные возможности доступа к их материалам, но, с другой, являются новой формой обмена информацией в глобальном информационном обществе, где авторы и издатели пока не всегда обеспечены защитой от неправомочного копирования или иного использования материалов, защищенных авторским правом.
При использовании материалов из журнала обязательна ссылка на URL: http://rdl-journal.ru. Любые изменения, дополнения или редактирования авторского текста недопустимы. Копирование отдельных фрагментов статей из журнала разрешается для научных исследований, персонального использования, коммерческого использования до тех пор, пока есть ссылка на оригинальную статью.
Запросы на право переиздания или использования любых материалов, опубликованных в журнале «Электронные библиотеки», следует направлять главному редактору Елизарову А.М. по адресу: amelizarov@gmail.com
Издатели журнала «Электронные библиотеки» не несут ответственности за точки зрения, излагаемые в публикуемых авторских статьях.
Предлагаем авторам статей загрузить с этой страницы, подписать и выслать в адрес издателя журнала по электронной почте скан Авторского договора о передаче неисключительных прав на использование произведения.