GPU卓越中心
巴塞羅那超級計算中心和加泰羅尼亞理工大學的GPU COE
從2005年開始，巴塞羅那超級計算中心（BSC）與加泰羅尼亞理工 大學（Universitat Politecnica de Catalunya）（UPC）是西班 牙國家超級計算機基金會，管理著一座裝修過的老教堂式建筑中 獨一無二的超級計算機MareNostrum。這個西班牙的多學科超級計 算中心是由實際科學和創新部（MICINN），加泰羅尼亞地方政府 經濟和知識部和加泰羅尼亞理工大學組成的財團建立 的.Barcelona Tech UPC），由Mateo Valero教授領導。它的使命 是研究，開發和管理超級計算硬件和軟件技術，以促進科學進步，特別強調計算機科學，生命科學，地球科學和計算科學與工程 應用等研究領域。在這種多學科方法的背景下，
2011年，BSC因其在計算和應用領域的貢獻和研究議程而被公認為”SeveroOchoa卓越中心”。在Severo Ochoa項目的第一版中，科 學與創新部選擇了西班牙的8個研究中心和單位，在各自領域名列 世界前列。
NVIDIA和BSC于2008年4月開始合作，由David Kirk在巴塞羅那舉 辦的“NVIDIA CUDA軟件和GPU并行計算”上首次發布會議。BSC于 2010年成為西班牙首個NVIDIA GPU研究中心，Mateo Valero為PI，Nacho Navarro教授為該中心的董事總經理。除了積極的研究計 劃和許多高度重視的出版物之外，GPU研究中心還認可了BSC在 CUDA教育方面的努力，并著重于（PUMPS）夏季學校“編程和調整 大規模并行系統”的第二版。Nacho Navarro教授與伊利諾斯大學 HiPEAC NOE和NVIDIA聯合主辦了NVIDIA的杰出教員David B. Kirk 博士和伊利諾伊大學的Wen-mei Hwu教授。
作為GPU的卓越中心，BSC將利用GPU提供的GPU計算設備和資助，支持越來越多的研究和學術計劃。未來三年，BSC和UPC計劃使用 CUDA構建并行編程教育計劃，為GPU提供一個集群感知編程環境，通過GMAC優化多GPU運行時管理，支持GPU加速，基于StarSs的編 程模型及其OmpSs的實現，并構建一個新的基于GPU的集群原型系 統，以探索低功耗GPU集群作為高性能平臺的潛力。BSC將關注 第一個應用將是復雜幾何體上的等離子體3D模擬，心臟模擬器和 地震成像中的彈性波。
關于PI
Mateo Valero 于1974年獲得馬德里科技大學（UPM）的電信工程 學位，并獲得博士學位。在加泰羅尼亞理工大學（UPC）從事電信 業務。自1974年以來，他是巴塞羅那UPC計算機體系結構系教授，自1983年以來，他是正教授。他的研究興趣集中在高性能架構上。他發表了近600篇論文，曾組織300多次國際會議，并發表過400 多次的會談。他是巴塞羅那超級計算中心的主任，西班牙國家超 級計算機設施。
瓦萊羅博士曾獲得多個獎項。其中，IEEE和ACM的Eckert-Mauchly 獎，IEEE Harry Harry Goode，兩項西班牙國家獎，承認IT技術 研究的“Julio Rey牧師”和承認工程研究的“Leonardo Torres Quevedo”由西班牙國王和西班牙國王提出由西班牙女王提出的瓦 倫西亞總理的研究報告，由西班牙科學和技術部提交。他被查爾 姆斯大學，貝爾格萊德大學，西班牙拉斯帕爾馬大學和西班牙薩 拉戈薩大學以及墨西哥韋拉克魯斯大學授予榮譽博士學位。名 人堂”被選為歐洲最受歡迎的IT研究人員之一，在1983 - 2008年 期間。
1994年12月，瓦萊羅教授成為西班牙皇家工程院的創始成員之一。2005年，他被選為西班牙皇家科學院院士，2006年，西班牙皇 家醫學院院士，“歐洲學院”成員，“歐洲學院”成員。他是 IEEE的資深會員，ACM研究員和英特爾杰出研究員。1998年，他獲 得了家鄉Alfamén（西班牙薩拉戈薩）的“最愛兒子”獎，2006年，他的家鄉以他的公立學院命名。
托瑞赫羅納 C /霍爾迪阿赫羅納，31周
Nexus II大廈 C /霍爾迪阿赫羅納，29
08034 Barcelona（西班牙）
聯系電話。（+34）93 413 7***
傳真（+34）93 413 7***
電子郵件：info**[ta]**.es
馬里奧阿科斯塔
職位：博士后研究員
電子郵件：mario.acosta**[ta]**.es
電話：+34 93413***
地點：Nexus II - Planta 1 C / Jordi Girona，29 巴塞羅那 0***
聯合研究中心
我們與行業，特別是與信息技術和能源領域的領先公司有著強大 的合作關系。與其他合作協議一起，這些伙伴關系導致了與IBM，Intel，Microsoft，Nvidia和Repsol等公司建立了聯合研究中心，BSC與BSC保持著穩定的合作關系，這也是我們中心的另一個主 要收入***
深度學習中心，BSC和IBM的倡議
在剛果愛國聯盟的框架內，從2005年開始的聯合研究。研究主要 集中在：改進和擴展深度學習系統認知能力的算法; 以數據為中 心的系統，包括架構，運行時系統和編程環境; 和深度學習應用 程序。
BSC和IBM
IBM和巴塞羅那超級計算中心（BSC）之間的合作可以追溯到2000 年，自那時以來已經實現了許多里程碑，比如MareNostum的安裝，以及2005年正式創建巴塞羅那超級計算中心，最近的創建BSC和 IBM之間的超級計算技術中心。IBM Research和巴塞羅那超級計算中心的研究人員之間的合作已經在國際會議和期刊上產生了許多 項目，聯合開發和論文，并為兩個站點的硬件和軟件解決方案 進步作出了貢獻。未來幾年，隨著新的舉措和項目的開展，這種 關系將繼續下去。
2000-2004：CEPBA-IBM研究院（CIRI）
2004年：在世界500強名單中排名第一的MareNostrum首次在歐盟 安裝
2005年：正式創建巴塞羅那超級計算中心并開始活動
2005 - 2011年：研究合作協議 - BSC的IBM創新計劃
2006年：升級MareNostrum并建立西班牙超級計算機網絡（RES）
2007-2011年：研究合作活動的重點是MareIncognito項目
2012-2013：安裝MareNostrum III
BSC-IBM倡議2013-2015：超級計算技術中心
IBM - BSC成立以來的成功合作
在創建BSC之前，IBM和BSC有著14年的合作歷史，并且擁有強大 合作關系。協作歷史包括三個主要協議。第一個合作協議從2000 年到2004年。平衡計分卡成立于2005年，但合作伙伴包括IBM和巴 塞羅那歐洲并行中心（CEPBA）。CEPBA是隸屬于加泰羅尼亞理工 大學（UPC）的一個研究和超級計算中心，成為巴塞羅那超級計算中心的核心。這樣的合作協議被命名為CEPBA-IBM研究所（CIRI）。
我們的使命是通過信息技術研發為社區做出貢獻，其主要目標有 ：研發，支持外部研發，技術轉讓和教育。主要重點領域是：深 度計算（性能工具，并行編程，網格，代碼優化），計算機體系 結構（矢量和網絡處理器）和數據庫。
第二個合作協議從2005年到2011年，平衡計分卡創建后成立。協 作被命名為“BSC的IBM創新計劃”，并延續了6年，其目標如下：
建立BSC-CNS作為開放式Linux應用程序縮放的第一個歐洲中心
BSC和IBM在HPC和計算機體系結構領域共同關心的基礎研究的協作 工作
合作開展應用程序縮放和基準測試，以最大限度地利用 MareNostrum并擴展其在商業領域的應用
BSC參與Power.org，以便更有效地推動基于Power Architecture? 技術的未來設計和標準
加強協作，加速技術進步
轉移協作活動的教育和技能輸出，以促進向BSC，IBM和IBM客戶 技術轉移
2007年，研究合作項目的重點是使BSC能夠研究新一代 Petascale超級計算機的設計和開發。該項目的代碼名稱是 MareIncognito。
合作協議
IBM-備用
這個合作協議是在2013年啟動的。這個名為超級計算技術中心 新合作是一個為期三年的合作協議，其主要目標如下：
為IBM產品，解決方案和服務在未來有價值的HPC進行BSC和IBM共 同利益的基礎研究
通過由獎學金和補助金支持的各種活動，將HPC的技能教育并傳授 給學術界，IBM和IBM的客戶完成，傳播和維護平衡計分卡高性能計算服務目錄，以在西班牙 和全球范圍內開發符合IBM利益的符合BSC標準的功能
主要合作目標主要集中在建設下一代超級計算機的技術研究，智 慧城市領域的新技術和生物技術領域。兩個研究所都為合作活動 提供資源以實現這些目標。
IBM - BSC 超級計算技術中心項目（當前項目）
目前這兩個機構之間正在進行一些積極的合作項目。請在下面找 到每一個的描述：
高性能的內存數據庫
該項目旨在探索使用藍色基因主動存儲（BGAS）體系結構的高性 能內存數據庫來加速現有工作負載。主動存儲以BGAS項目的原型 形式實現，可以顯著改變科學應用程序中的工作流程管理數據 方式：
在生物信息學領域，消除了使用平面文件來存儲數據和使數據流 水線更簡單的瓶頸
在數據分析領域，引入可在本地或遠程訪問的可擴展活動數據存 儲庫。
在這兩種情況下，基于BGAS原型中可用的大到全帶寬（以及對本 地固態存儲的相應帶寬），將結合非常大的數據管理問題研究并 提出新的算法和大規模數據管理問題的方法內存存儲容量
用于HPC工作負載的軟件定義的環境
該項目將探索所謂的“軟件定義的環境（SDE）”對HPC工作負載 的適用性。該項目擴展了以前在事務性和數據分析工作負載方面 的工作，但擴展了HPC工作負載方面的工作。
以聲明的方式描述工作負載以捕捉其需求，并且資源抽象和管理 技術正在開發中，以便在SDE云環境中部署和優化這些工作負載。通過使用特殊硬件（例如FPGA和GPU）和快速網絡互連在所有類型 的工作負載中越來越普遍，高性能計算HPC或者傳統上認為HPC不 被普遍認為是對SDE的需求。因此，相關的探索角度是HPC技術如 何影響現代工作負載，以及在SDE環境中如何使HPC體系結構可用 于這些工作負載。將對資源抽象進行評估和開發，以實現HPC工作 負載的優化部署。這些抽象將在OpenStack平臺中實現。
使用HPC工具進行認知深度學習
深度學習技術最近在視覺輸入方面實現了類似人類的感覺。這個 項目的目標是通過提取和探索深度學習網絡的內部表示，讓其他 領域從這些能力中受益。在深度學習網絡中捕獲的知識是巨大的，其分析需要高性能計算（HPC）工具和基礎設施。處理數以千計 的，提取數百萬個定義每幅的特征，挖掘其圖案，是本 項目的主要任務之一，也是高效并行的。這個項目將使用 PyCOMPSs編程模型進行并行化，并在MareNostrum超級計算機中進 行評估。此外，還將探索各種知識表示解決方案，如稀疏向量和大規模圖。這些表示中的每一個將允許不同的利用算法，這可以產生不同 類型的推理（例如矢量算術，圖挖掘算法）。
異步算法的OmpSs
該項目旨在將IBM Research Zurich Lab的計算科學小組提供的一 組并行科學應用程序移植到OmpS / Nanos ++編程模型。該項目 目標是利用Blue Gene / Q平臺的特定H / W特性（例如但不限于 RDMA，事務存儲器）以及計算節點輕量級操作系統（CNK）的S / W特性。主要目標是減少OmpSs運行時間的開銷，最終完全實現預 取，或重疊數據傳輸和計算。這些應用程序可能受益于OmpSs的本 地化意識以及它所支持的不規則或異步的并行形式。這些特性允 許在執行并行任務（與OpenMP相比）和較低的帶寬需求方面有額 外的異步性。因此，應用程序對網絡或內存延遲的容忍度會增加，這對目標平臺來說是一個有趣的屬性。
協作設想作為IBM和BSC之間的協同設計工作，在開發MPI + OmpSs 應用程序的過程中收集的經驗和定量分析推動BG / Q的硬件功能 集成到OmpS和整個項目中。最終，這些努力應該提供OmpSs的改進 版本，為上述算法的BG / Q，OmpSs實現定制，對其性能進行徹底 分析，并與原始運行時間和應用程序進行比較。
適用于Power8 / Nvidia平臺的OmpS
該項目旨在利用BSC開發的基于Power8架構和Nvidia GPU的平臺 OmpS編程模型來構建功能非常強大的節點。在OpenMP 4.0之上 語言擴展，編譯器優化（在MACC編譯器上演示）和智能運行時系 統（在Nanos運行時演示）將被結合起來，以充分利用這些異構體 系結構。建議的擴展和新功能將與一些相關的應用程序進行評估。
Power架構的自適應資源管理
這項研究將著重于適應性資源管理，以改善與當前和未來POWER系 列微處理器相關的功耗性能指標。硬件和運行輔助自適應控制系 統都將被追求。
該合作將致力于開發新的自適應算法，以利用當前和未來POWER架 構中的預取增強功能以??及跨層協同優化中的概括概念，以改進未 來POWER系統的功率性能指標。有關新的硬件要求的建議將支持開 發新一代軟硬件協同管理的自適應系統。
城市規劃工具
該項目旨在創建一個聲明性語義數據模型，捕捉城市系統的物理 和信息流動，包括土地覆蓋，流動性和服務，公共空間，城市組 織，代謝通量管理（能源，水，廢物和材料，食品），生物多樣 性和社會凝聚力。
這種被稱為城市模型和組織（SUMO）的新模式的目標是表示域名，而不是限制域名，并作為智能城市應用中使用的參考和通用詞 匯。
IBM - BSC超級計算技術中心（過去的項目）
以下項目也在2013 - 2015年合作協議下完成：
將IBM OMPT評估和集成到BSC性能工具中
在2012年，OpenMP語言委員會成立了一個工作組，專注于工具。這個工作組由編譯器，調試和性能工具開發人員組成。該工作組 的目標是定義一個獨特的標準機制來捕獲可能被性能分析工具使 用的OpenMP運行時活動，這與MPI并行編程模型的PMPI層相當。
這個項目的目標是研究OpenMP提案在Extrae中的適用性，對它進 行原型設計，并將其與當前的Extrae設備方法進行比較。這項工 作使IBM能夠在IBM XL編譯器中改進OpenMP性能工具界面。這項工 作使BSC能夠為這個新的性能接口建立性能監測工具的原型。在提 案尚處于設計階段時，實現界面和應用于實際案例的經驗有助于 驗證提出的界面是否足夠，而不需要進一步的改變。
IBM和BSC在這一領域的長期目標是為IBM客戶的大型基地開發更好 的性能工具。與BSC合作將其工具定位于新的性能界面使IBM能夠 為廣泛的用戶群增加性能工具庫。
適用于互聯網絡的研究
該項目一方面針對科學/技術計算的高性能計算（HPC）系統和另 一方面的數據密集型工作負載進行了互連網絡研究。該項目在系 統層面探索了各種研究方向，著重于減少并行應用程序在容量超 級計算機上的應用程序間爭用，并提高大規模并行能力系統的性 能。最相關的成就如下：
建議進展，包括拓撲結構，路由，流量控制，避免死鎖和相關 主題。
評估OmpS編程模型對互連網絡的影響。
設計，開發和測試網絡和系統軟件機制，以減少基于IBM IDataPlex和Infiniband技術的實際機器之間的應用程序間爭用。探索使用實時分析生產機器的網絡利用率。
彈性編譯器支持
這個項目旨在開發編譯器技術來支持應用程序彈性表征。LLVM編 譯器的新進展是動態控制故障注入機制，識別彈性區域和靈活感 知的代碼生成。這是編譯器和運行時系統之間協調的方法，以避 免不可接受的開銷，并允許令人滿意的動態行為。使用微基準評 估實施。
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GCoE主任：Mateo Valero（mateo**[ta]**.es）和代理主管Antonio J.Pe?a（antonio.pena**[ta]**.es ）
本地活動組織：BSC / UPC：Antonio J.Pe?a，Victor Garcia，Pau Farre
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