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Paul Messina de Argonne entrenando a una escala extrema

Hola otra vez. Yo soy Simón Sánchez y en el día de hoy vamos a hablar sobre Paul Messina de Argonne entrenando a una escala extrema

Paul Messina, director científico de Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), analiza los objetivos principales, el plan de estudios y la importancia del Programa de Capacitación de Argonne en Computación de Escala Extrema (ATPESC), ahora en su tercer año.

Calendae: ¿Puede darnos una descripción general del programa de capacitación de Computación a escala extrema (ATPESC) de Argonne?

Paul Messina: Absolutamente, Tiffany. El programa ATPESC brinda a los participantes una intensa capacitación práctica en competencias, enfoques y herramientas clave para diseñar, implementar y ejecutar aplicaciones de ingeniería y ciencia computacional en supercomputadoras actuales y sistemas HPC futuros.

Hemos descubierto que con los desafíos planteados por la arquitectura y los entornos de software de las supercomputadoras más potentes de la actualidad y la complejidad aún mayor que se presentará en el futuro a partir de los sistemas de exaescala y la próxima generación, existe una gran necesidad de capacitación especializada y profunda para los científicos. Computacionales listos para facilitar la ciencia y la ingeniería revolucionarias utilizando estos recursos de HPC. Por lo tanto, nuestro programa está muy bien equipado para abordar estos desafíos y responder a esta necesidad de capacitación, y está diseñado para llenar los muchos vacíos que existen en la capacitación que los científicos computacionales suelen recibir a través de la educación formal o cursos más cortos.

Durante las dos semanas del programa hay muchas conferencias y sesiones prácticas. Los participantes tienen acceso a muchas de las computadoras más poderosas del mundo y esta es una característica importante. Aprender a realizar cálculos científicos en sistemas de alta gama requiere un uso práctico, al igual que no se puede aprender a andar en bicicleta leyendo un libro sobre ciclismo. Los días son largos: las clases comienzan a las 8:30 am y los ejercicios de computación terminan alrededor de las 9:30 pm. Incluso durante nuestras cenas nocturnas hablamos sobre algunos aspectos de la tecnología de la información o aplicaciones innovadoras.

Calendae: ¿Qué le impulsó a organizar este programa?

He observado que aunque los enfoques computacionales para abordar los problemas de investigación se han vuelto cada vez más comunes, los cursos universitarios rara vez cubren muchos temas que se han vuelto extremadamente importantes, como la ingeniería de software. Además, las arquitecturas de supercomputadoras presentan cientos de miles de núcleos, jerarquías de memoria multinivel y diversas redes que conectan los nodos. La implementación de aplicaciones en dichos sistemas implica el manejo de problemas que no surgen en los sistemas mucho más pequeños a los que la mayoría de la gente tiene acceso. Por ejemplo, una implementación directa de una tarea simple como entrada y salida será terriblemente lenta e ineficiente en los sistemas de alta gama actuales.

Hay talleres y cursos cortos, generalmente de 3 a 5 días, sobre temas individuales, pero pocos, si no más, que exponen a los participantes a la mayoría de las áreas que entran en juego al hacer ciencia e ingeniería computacionales.

Por lo tanto, sentí que había una brecha en la educación de la mayoría de los científicos computacionales al principio de sus carreras y yo, en colaboración con muchos colegas, decidí intentar llenar esa brecha.

Calendae: ¿Qué temas cubrirá el programa de 2015 y cómo ha evolucionado el plan de estudios desde que comenzó en 2013?

Paul Messina: El núcleo del programa se centrará en metodologías de programación que sean efectivas en una variedad de supercomputadoras y que deberían ser aplicables a sistemas de exaescala. Se cubrirán diferentes enfoques, pero el énfasis principal estará en unificar conceptos y niveles de abstracción que proporcionen rutas de migración y portabilidad del desempeño entre las arquitecturas actuales y futuras. Los temas adicionales que cubriremos incluyen arquitecturas de computadoras, modelos matemáticos y algoritmos numéricos, ingeniería de software, enfoques para crear códigos comunitarios para sistemas HPC y metodologías / herramientas relevantes para aplicaciones con uso intensivo de datos (no me gusta la etiqueta de big data ).

El plan de estudios se ha perfeccionado cada año, no tanto introduciendo nuevos temas como haciendo hincapié en aspectos o características particulares. Por ejemplo, siempre hemos cubierto la ingeniería de software y los enfoques para crear código de comunidad, pero en 2015, dedicaremos más tiempo a la portabilidad del rendimiento entre las arquitecturas actuales y las generaciones futuras de supercomputadoras. Las sesiones de arquitectura informática ahora proporcionan más información sobre el efecto de las características del hardware en el rendimiento. Cada año también intentamos mejorar los ejercicios para las sesiones prácticas; son una parte valiosa de la formación.

Calendae: ¿Cómo son las tendencias actuales en HPC? Procesadores de muchos núcleos, mandato de paralelismo, heterogeneidad arquitectónica, etc. – ¿Influyen en sus esfuerzos de sensibilización y formación? ¿La HPC se está volviendo más difícil?

Paul Messina: Varias formas de paralelismo han sido importantes durante más de tres décadas, pero es cierto que, a partir de hace unos 10 años, las arquitecturas de supercomputadoras se han vuelto más complejas y más difíciles de usar de manera eficiente. Además, debido a que las mejores computadoras son mucho más rápidas y tienen mucha más memoria total que nunca, los científicos computacionales pueden abordar problemas más complejos y son más difíciles de programar. Entonces, sí, diría que HPC se está volviendo más difícil, pero el lado positivo es que en muchos campos de investigación, HPC permite avances que hacen que el esfuerzo adicional valga la pena.

Calendae: Las sesiones del año pasado fueron dirigidas por una lista de luminarias de HPC, incluido el gurú de la programación paralela de Intel, James Reinders, y el cofundador de TOP500, Jack Dongarra. ¿Qué les puede decir a los lectores de Calendae sobre los presentadores de la feria de este año?

Paul Messina: Tenemos la suerte de poder atraer a profesores como Reinders y Dongarra, ambos o que volverán a participar, así como a muchos otros líderes en los diversos campos que entran en juego en la realización de la ciencia y la ingeniería computacionales. Casi todos los instructores del año pasado ya se han comprometido con ATPESC 2015. El programa de 2014 está en nuestro sitio web para que pueda tener una buena idea del programa de 2015, cuyos detalles se publicarán a fines de marzo en extremecomputingtraining.anl.gov.

Tener un cuerpo docente tan estelar no solo brinda excelentes perspectivas y conocimientos a los asistentes, sino también la oportunidad de conocerlos, hacer preguntas y, a menudo, resolver un problema uno al lado del otro.

Calendae: ¿Quién se beneficiará más de esta formación y cómo funciona el proceso de solicitud y selección?

Paul Messina: Los estudiantes de posgrado, postdoctorados y científicos computacionales que participaron en las dos primeras ofertas encontraron el programa muy útil y constituyen la mayoría de los participantes. Algunos participantes por año eran investigadores con hasta 20 años de antigüedad en laboratorios de investigación nacionales o industriales; también aprendieron muchas cosas que les resultaron útiles para sus intereses de investigación.

El programa está diseñado para investigadores que planean (o ya tienen) carreras relacionadas con la ciencia computacional y la investigación en ingeniería que requieren computación de alta gama y que ya han programado (no simplemente utilizado) una aplicación no trivial en una computadora paralela. suficientemente grande. Los candidatos envían una declaración de una o dos páginas de por qué quieren participar en el programa y una descripción de su experiencia en TI, un currículum y una carta de recomendación de un consultor o supervisor.

La selección de los participantes la realiza un comité de aproximadamente ocho personas y buscamos pruebas sólidas de que el solicitante tiene suficientes habilidades de programación paralela en sistemas lo suficientemente grandes. De lo contrario, no se beneficiarán del programa y carecerán de lo básico. Cada año del programa hasta ahora, hemos descubierto que muchos más solicitantes de los que tenemos espacio están muy bien calificados, lo que hace que nuestro proceso de selección final sea extremadamente desafiante.

Las instrucciones para inscribirse en el programa están disponibles en nuestro sitio web mencionado anteriormente y la fecha límite de solicitud es el 3 de abril de 2015. Además, no se requieren tarifas para la participación y los boletos aéreos nacionales, se proporcionan comidas. y alojamiento.

Calendae: El programa de capacitación de Argonne sobre computación a gran escala está en su tercer año, pero tengo entendido que el programa de verano de Argonne se remonta a la década de 1980. ¿Qué dice esto sobre el espíritu de conciencia en Argonne y en la comunidad HPC?

Paul Messina: Así es, en los albores de las computadoras comerciales paralelas, a principios de la década de 1980, Argonne ofreció muchos cursos cortos sobre programación paralela. Habíamos adquirido varias computadoras paralelas con diferentes arquitecturas para comenzar a investigar la computación paralela, y muchas personas se interesaron en aprender a programarlas. Tener máquinas paralelas reales era nuevo. Cuatro de nuestros científicos, Rusty Lusk y Ross Overbeek (ambos todavía en Argonne), Dan Sorensen (ahora en la Universidad de Rice) y Jack Dongarra, comenzaron a enseñar programación paralela y cursos de algoritmos y se encontraron haciéndolo una y otra vez. había tanta demanda para ellos. Un buen número de personas mayores en la comunidad computacional global han pasado parte de sus veranos en Argonne y han estado expuestos a la computación paralela por primera vez.

Argonne tiene una cultura de apertura y colaboración con colegas de todo el mundo, por lo que la conciencia es algo natural. He trabajado y visitado otros laboratorios de investigación y universidades y diría que la comunidad HPC tiene en gran parte el mismo espíritu.

Calendae: ¿Qué consejo le daría a alguien que esté considerando una carrera en HPC?

Mi primer consejo sería seguirlo. Es un campo con una miríada de oportunidades, puede contribuir a avances que beneficien a la sociedad, que mejoren nuestro conocimiento de nuestro universo y que den como resultado mejores productos. Mi segundo consejo sería aprender la mayor cantidad de matemáticas posible y estudiar a fondo las arquitecturas de las computadoras y las herramientas de software, para que realmente comprenda cómo funcionan las computadoras y el software. «Sin caja negra» sería una forma de definirlo. Este es un gran hito y me doy cuenta de que pocas personas pueden lograrlo, yo ciertamente no puedo, pero es el enfoque de tratar de entender por qué un cálculo se comporta de la manera en que insto a la gente a seguirlo.

ATPESC 2015 se celebrará del 2 al 14 de agosto. La fecha límite para enviar solicitudes es el 3 de abril de 2015.

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