but.committee	prof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Miroslav Švéda, CSc. (místopředseda) Ing. František Grézl, Ph.D. (člen) Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen) doc. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A. Otázky u obhajoby: Jak se změní využitelnost akceleračních karet Xeon Phi po spuštění superpočítače Salomon, kde budou použity výrazně výkonější CPU v kombinaci se 2 kartami Xeon Phi?	cs
but.jazyk	čeština (Czech)
but.program	Informační technologie	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Jaroš, Jiří	cs
dc.contributor.author	Šimek, Dominik	cs
dc.contributor.referee	Hrbáček, Radek	cs
dc.date.created	2015	cs
dc.description.abstract	Táto práca sa zaoberá implementáciou a optimalizáciou výpočtovo náročných algoritmov na koprocesore Intel Xeon Phi. Koprocesor Xeon Phi bol predstavený firmou Intel v roku 2012 ako odpoveď na obrovský nárast v používaní technológie GPGPU. Xeon Phi disponuje podstatne väčším výkonom ako procesor, preto je podobne ako GPGPU vhodnou platformou pre beh výpočtovo náročných programov. Xeon Phi zatiaľ v praxi nie je velmi používaný, preto je potrebné hľadať možné oblasti uplatnenia. Rozrastá sa ale jeho použitie v superpočítačových centrách, napríklad Milky Way 2 - Guangzhou (Čina), Salomon - Ostrava. Cieľom tohto dokumentu je oboznámiť čitateľa s problematikou implementácie náročných algoritmov na akceleračnej karte Xeon Phi, ich optimalizácie a meranie výkonu. Výkon koprocesoru Intel Xeon Phi bude porovnávaný s výkonom procesorov Intel Xeon. V teoretickej časti práce bude čitateľ oboznámený s architektúrou a princípmi koprocesoru Xeon Phi. Budeme sa venovať výhodám ale aj nevýhodám tohto koprocesoru, ktoré budú často porovnávané s všeobecnými vlastnosťami procesorov. Témou bude taktiež otázka, kedy je vhodné zvoliť pre výpočet akcelerečnú kartu Xeon Phi a kedy procesor. Detailne si vysvetlíme a znázorníme výber vhodných algoritmov pre Xeon Phi, postup ich implementácie, optimalizácie a meranie výkonu. Okrem toho budú rozoberané problémy a úskalia, ktoré môžu nastať pri implementácii algoritmov a používaní koprocesoru. Dané demonštrujeme najskôr na ukážkových problémoch, ktoré boli riešené na Ostravskom superpočítači Anselm. V prvom rade to budú jednoduché benchamrky typu násobenie matíc, násobenie matice a vektora, na ktorých budú ukázané základné princípy implementácie optimálnych algoritmov pre koprocesor Xeon Phi. Napríklad pri benchmarku násobenia matice a vektora bolo dosiahnutých asi 6.5% teoretického výkonu koprocesoru. Ďalším, komplexnejším problémom bude N-Body Simulation - simulácia pohybu častíc v priestore, na ktorom sme otestovali potenciál Xeon Phi. Výkon koprocesoru sa pri tomto benchmarku vyšplhal až na viac ako 35% teoretického výkonu - 725 gFLOPS (maximálny výkon 2000 gFLOPS pre dáta s jednoduchou presnosťou). Čitateľ sa okrem iného môže dozvedieť aj zaujímavé informácie z oblasti fyzikálnych simulácií, konkrétne bude reč o module pre MATLAB (k-Wave). K-Wave sa zaoberá simuláciou šírenia akustických vĺn v 1D, 2D a 3D, čo sa využíva napríklad pri simulácii šírenia ultrazvukových vĺn v mäkkých tkanivách. Na koniec si stručne povieme o portovaní už existujúcich knižníc, modulov či programov na Xeon Phi zo snahou využitia jeho potenciálu. Bude to napríklad kroskompilácia knižníc HDF5, ZLIB či konca interpretu jazyka Python s modulmi Numpy a Scipy.	cs
dc.description.abstract	This thesis is dedicated to the implementation of high performance algorithms on the Intel Xeon Phi coprocessor. The Xeon phi was introduced by Intel as a new MIC (Many Integrated Core) architecture in 2012. The theoretical part of the thesis is focused on the architecture of the coprocessor (with peak performance of 2 tFLOPS for a single precision data) and on the procedure of algorithms implementation and optimization. The theoretical knowledge is then applied to a practical examples with demonstration of the implementation and the optimization of algorithms and work with the coprocessor. In the practical part of the thesis, simple benchmarks such as a vector matrix multiplication and a matrix multiplication are explained and implemented. In the first benchmark 6.5% of theoretical coprocessor performance was achieved, in the second it was much more. In following chapter a more complex benchmark - simulation of a particles system (N-Body), that reached more than 35% of coprocessor performance (725 gFLOPS), is discussed. The following section is dedicated to some interesting problems such as optimization of a MATLAB module k-Wave (propagation of the ultrasound waves), extraction of I-vector (speech processing), cross-compilation of existing libraries, modules and programs. In the conclusion of the thesis the usage the potential of the Intel Xeon Phi is evaluated.	en
dc.description.mark	A	cs
dc.identifier.citation	ŠIMEK, D. Efektivní implementace výpočetně náročných algoritmů na Intel Xeon Phi [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2015.	cs
dc.identifier.other	88725	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/52454
dc.language.iso	cs	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Intel Xeon Phi	cs
dc.subject	k-Wave	cs
dc.subject	MIC	cs
dc.subject	N-Body	cs
dc.subject	Súčin matíc	cs
dc.subject	Súčin matice a vektora	cs
dc.subject	Výpočtovo náročné algoritmy	cs
dc.subject	I-vektor.	cs
dc.subject	Intel Xeon Phi	en
dc.subject	k-Wave	en
dc.subject	MIC	en
dc.subject	N-Body	en
dc.subject	Matrix multiplication	en
dc.subject	Matrix vector multiplication	en
dc.subject	HPC	en
dc.subject	I-vector.	en
dc.title	Efektivní implementace výpočetně náročných algoritmů na Intel Xeon Phi	cs
dc.title.alternative	Efficient Implementation of High Performance Algorithms on Intel Xeon Phi	en
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	bachelorThesis	en
dc.type.evskp	bakalářská práce	cs
dcterms.dateAccepted	2015-06-15	cs
dcterms.modified	2020-05-10-16:12:09	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta informačních technologií	cs
sync.item.dbid	88725	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.18 18:50:42	en
sync.item.modts	2025.01.15 19:19:25	en
thesis.discipline	Informační technologie	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. Ústav počítačových systémů	cs
thesis.level	Bakalářský	cs
thesis.name	Bc.	cs

Efektivní implementace výpočetně náročných algoritmů na Intel Xeon Phi

Files

Original bundle

Collections