Programmazione di Processori Multicore

Introduzione

I processori multicore, che integrano più di una CPU su un unico chip, sono sempre più diffusi. In teoria, consentono di aumentare la potenza di elaborazione disponibile nella macchina aggirando le limitazioni tecnologiche (velocità di clock, dissipazione termica). In pratica, un programma seriale convenzionale, non potendo utilizzare più di una CPU, non può ottenere i vantaggi prestazionali promessi.

Scopo di questa attività complementare è di illustrare le potenzialità e i limiti dell'approccio, quali tecniche adoperare per rendere i codici più efficienti a parità di frequenza di clock, ed introdurre alcuni modelli di programmazione che permettono di suddividere le elaborazioni di un unico programma su più CPU, senza dover ricorrere esplicitamente a processi intercomunicanti o ai thread.

Programma

Motivazioni dell'uso di processori multicore
Codici efficienti: algoritmica ed implementazione
La gerarchia di memoria e come sfruttarla
Il compilatore ed il profiler
Ottimizzazione dei codici: costo delle operazioni, scrittura dei codici
Brevi richiami sui thread
Problemi della programmazione con thread che condividono la memoria
Parallelismo: approcci e valutazione delle prestazioni
Cenni sui linguaggi che supportano multithreading
OpenMP
Cilk concetti principali, cenni su Cilk++
CUDA e forse cenni su OpenCL

Materiale didattico

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Slide della prima lezione
Slide della seconda lezione
Slide della terza lezione
Slide della quarta lezione
Slide della quinta lezione
Slide della sesta lezione, su concessione degli autori:
- Cilk, slide di C. Leiserson, in formato PPT perché contengono animazioni (sullo stesso sito trovate anche i PDF): Lecture 1, Lecture 2, Lecture 3
- Cilk++, slide di J. Mellor-Crummey
Slide sulla Hough Transform, rilevanti per il progetto finale

Progetto finale

Modalità di valutazione

Per conseguire i crediti previsti è necessario svolgere alcuni homework, di cui discuteremo insieme i risultati a lezione, e svolgere un progetto pratico.