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Les défis cachés du calcul haute performance : savez-vous à quel point il est difficile de mesurer la portabilité des performances ?
Dans le monde du calcul haute performance (HPC), la portabilité des performances est un objectif poursuivi par de nombreux développeurs. Cependant, avec la diversification des plateformes informatiques, cet objectif se heurte à de nombreux défis. La portabilité des performances ne consiste pas seulement à faire fonctionner une application sur différentes plates-formes matérielles, mais, plus important encore, à savoir comment maintenir sa compatibilité sans compromettre les performances. À ce jour, il n’existe pas de norme universelle permettant de quantifier et d’évaluer la portabilité des performances, ce qui rend la tâche difficile aux développeurs lors de la conception de logiciels.
La portabilité des performances représente l'hypothèse selon laquelle la base de code unique d'un développeur fonctionnera bien sur de nouvelles architectures et maintiendra des limites de performances acceptables sur une variété d'architectures actuelles qui n'ont pas encore été testées.
La définition et la mesure de la portabilité des performances font l’objet de vifs débats. Certains affirment que c'est avant tout une question de portabilité des applications, tandis que d'autres insistent sur le fait que la portabilité du code source est la clé. Surtout dans le contexte actuel où le matériel évolue de jour en jour, les développeurs doivent réfléchir à la manière de permettre à leurs produits de continuer à fonctionner sur plusieurs plateformes. Le programme de supercalcul du département américain de l'énergie (ECP) souligne ce point car il doit créer un écosystème informatique compatible pour différentes architectures matérielles.
On pense généralement qu'un « code peut fonctionner correctement sur plusieurs architectures, ce qui est synonyme de portabilité des performances ».
Lors de l'évaluation de la portabilité des performances, les développeurs prennent généralement en compte deux facteurs : la portabilité et les performances. La portabilité peut être mesurée en examinant les lignes de code utilisées sur différentes architectures, tandis que les performances peuvent être déterminées en comparant les versions optimisées pour la plate-forme avec les versions portables. Malgré ces méthodes de mesure, l’industrie manque encore de normes transparentes, ce qui rend difficile pour les développeurs de comprendre clairement comment obtenir la meilleure portabilité des performances.
Lors de la conférence sur la portabilité 2016 du DOE (département américain de l'énergie), les participants ont engagé un débat animé sur la portabilité des performances. De nombreux développeurs et scientifiques renommés ont assisté à la réunion pour partager de nouvelles perspectives et exigences en matière de portabilité des performances. Il convient de noter que certains pensent que la portabilité des performances offerte par les futurs modèles de programmation parallèle sera plus importante que ce que les applications elles-mêmes peuvent offrir.
Comme mentionné lors de la réunion, « Un code est portable lorsque l'équipe d'application le considère comme portable. »
Face à la diversité des plateformes matérielles, les développeurs doivent trouver un framework adapté pour prendre en charge leur code. Des frameworks bien connus tels que OpenCL, SYCL et OpenMP prétendent faciliter la portabilité des fonctionnalités. Ces frameworks prennent en charge la programmation parallèle sur plusieurs plates-formes, permettant aux développeurs de programmer dans plusieurs langages. Cependant, en plus des frameworks, il existe également des solutions non-framework, telles que les langages auto-réglables et spécifiques à un domaine, qui peuvent également contribuer à améliorer la portabilité des performances.
En bref, la question de la portabilité des performances devient de plus en plus importante dans le calcul haute performance car elle affecte directement l'efficacité du travail du développeur et le développement durable des applications. Alors que les besoins informatiques évoluent à l’avenir et que la technologie informatique progresse rapidement, comment les développeurs doivent-ils s’adapter et relever ces défis ?
