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Ordonnanceur Runtime et gestion du calcul hétérogène

AI999第4课:现代计算底座与张量化并行演化
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Dans l'architecture d'EvoX,l'ordonnanceur Runtimeest le centre d'exécution qui relie la logique algorithmique au matériel physique. Il se charge de mapper les algorithmes évolutionnaires, les définitions de problèmes et les workflows vers des ressources de calcul hétérogènes telles que les GPU, les accélérateurs (comme TPU/NPU) et les clusters distribués, tout en masquant les différences matérielles et en préservant une composabilité efficace des modules algorithmiques.

Responsabilités principales

  • Ordonnancement du calcul hétérogène: gestion unifiée des ressources d'exécution telles que les GPU, les accélérateurs et les clusters distribués, en affectant les tâches, les opérateurs et les graphes de calcul tensoriel du calcul évolutionnaire au backend matériel le plus adapté.
  • Coordination des dépendances et des états: coordination des dépendances entre les tâches et de leur état d'exécution, afin de garantir une synchronisation correcte à chaque étape de l'exploration évolutionnaire parallèle.
  • Interface d'ordonnancement unifiée: la couche algorithmique soumet les tâches de calcul via une interface unifiée, sans être liée à un appareil ou une forme de cluster spécifique, ce qui réduit le couplage matériel.
  • Composabilité des modules: prise en charge de la combinaison, du remplacement et de la réutilisation modulaires des algorithmes, des problèmes, des opérateurs et des backends d'exécution, permettant de migrer facilement le même code vers différents environnements matériels.

Valeur et exemples

La valeur essentielle de l'ordonnanceur Runtime réside dans sa capacité à déployer efficacement l'exploration évolutionnaire parallèle sur différents matériels, sans compromettre la conception modulaire des algorithmes de haut niveau. Par exemple, lorsqu'un même algorithme évolutionnaire passe d'un GPU mono-machine à un cluster multi-machines, le code de la couche algorithmique reste inchangé, tandis que le Runtime remappe les tâches de calcul et les backends d'exécution. Cette conception permet aux chercheurs de se concentrer sur l'innovation algorithmique sans réécrire le code pour chaque type de matériel.

Ordonnanceur Runtime : le centre d'exécution entre la couche algorithmique et le calcul hétérogèneCouche algorithmes et workflowsModule algorithmiqueAlgorithme évolutionnaireDéfinition du problèmeObjectifs et contraintesWorkflowOrchestration des tâchesTâches / opérateurs / graphe de calculRetour d'état / de résultatsl'ordonnanceur RuntimeOrdonnancement du calcul hétérogèneCoordination des dépendances et des étatsInterface d'ordonnancement unifiéeComposabilité des modulesDistribution des tâchesRetour d'étatCouche de calcul hétérogèneGPUCalcul parallèle mono-machineAccélérateursPuces d'accélération dédiéesCluster distribuéCalcul collaboratif multi-machinesLa couche algorithmique n'est liée à aucun appareil ni forme de cluster spécifique
La valeur d'une interface unifiée
L'interface d'ordonnancement unifiée est la clé qui permet au Runtime de réduire le couplage matériel : la couche algorithmique n'a qu'à décrire « ce qu'il faut faire », sans se soucier du « matériel sur lequel le faire ». Cela permet au même algorithme évolutionnaire de migrer de façon transparente d'un environnement mono-machine à un environnement multi-GPU, voire inter-clusters.