10

Планировщик Runtime и управление гетерогенными вычислительными ресурсами

AI999第4课:现代计算底座与张量化并行演化
00:00

В архитектуре EvoXпланировщик Runtimeявляется исполнительным центром, связывающим логику алгоритмов с физическим оборудованием. Он отвечает за отображение эволюционных алгоритмов, определений задач и рабочих процессов верхнего уровня на гетерогенные вычислительные ресурсы — GPU, ускорители (например, TPU/NPU) и распределённые кластеры — скрывая различия оборудования и сохраняя высокую компонуемость алгоритмических модулей.

Ключевые обязанности

  • Планирование гетерогенных ресурсов: единое управление исполнительными ресурсами — GPU, ускорителями и распределёнными кластерами — с распределением задач, операторов и графов тензорных вычислений эволюционных вычислений на наиболее подходящий аппаратный бэкенд.
  • Координация зависимостей и состояний: координация зависимостей между задачами и состояний выполнения, обеспечивающая корректную синхронизацию каждого этапа параллельного эволюционного поиска.
  • Единый интерфейс планирования: уровень алгоритмов отправляет вычислительные задачи через единый интерфейс без привязки к конкретному устройству или конфигурации кластера, что снижает связанность с оборудованием.
  • Компонуемость модулей: поддержка модульной компоновки, замены и повторного использования алгоритмов, задач, операторов и исполнительных бэкендов, что позволяет легко переносить один и тот же код в различные аппаратные среды.

Ценность и примеры

Основная ценность планировщика Runtime заключается в том, что он обеспечивает эффективное развёртывание параллельного эволюционного поиска на разных аппаратных платформах, не нарушая модульный дизайн алгоритмов верхнего уровня. Например, при переходе одного и того же эволюционного алгоритма с одиночного GPU на многоузловой кластер код уровня алгоритмов остаётся неизменным, а Runtime заново отображает вычислительные задачи на исполнительные бэкенды. Такая архитектура позволяет исследователям сосредоточиться на инновациях в алгоритмах, не переписывая код под каждое устройство.

Планировщик Runtime: исполнительный центр между уровнем алгоритмов и гетерогенными вычислениямиУровень алгоритмов и рабочих процессовМодуль алгоритмаЭволюционный алгоритмОпределение задачиЦели и ограниченияРабочий процессОркестрация задачЗадачи / операторы / вычислительный графОбратная передача состояний / результатовпланировщик RuntimeПланирование гетерогенных ресурсовКоординация зависимостей и состоянийЕдиный интерфейс планированияКомпонуемость модулейРаспределение задачОбратная передача состоянийУровень гетерогенных вычисленийGPUПараллельные вычисления на одном узлеУскорителиСпециализированные чипы-ускорителиРаспределённый кластерСовместные вычисления на нескольких узлахУровень алгоритмов не привязан к конкретному устройству или конфигурации кластера
Ценность единого интерфейса
Единый интерфейс планирования — ключ к снижению связанности с оборудованием в Runtime: уровень алгоритмов лишь описывает, «что нужно сделать», не заботясь о том, «на каком оборудовании это делать». Благодаря этому один и тот же эволюционный алгоритм можно без проблем переносить между одиночным узлом, много-GPU-системой и даже кросс-кластерной средой.