Maestría en Ingeniería de Sistemas e Informática

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Browsing Maestría en Ingeniería de Sistemas e Informática by browse.metadata.advisor "Barrios Hernandez, Carlos Jaime"

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    Aceleración energéticamente eficiente de aplicaciones científicas de gran escala sobre arquitecturas heterogéneas
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Garcia Henao, John Anderson; Barrios Hernandez, Carlos Jaime; Navaux, Philippe Olivier Alexandre
    La computaci´on de alto rendimiento es hoy una herramienta fundamental para la investigaci´on cient´ıfica y la competitividad industrial. Por lo que requiere construir grandes sistemas computacionales con mayor rendimiento, los cuales ven limitada su capacidad por el consumo energ´etico y la subutilizaci´on de recursos computacionales en aplicaciones que realizan una mala distribuci´on de tareas, es as´ı como maximizar el rendimiento por watt y realizar un buen mapeo de tareas es uno de los principales retos para construir la siguiente generaci´on de sistemas exascale. Este trabajo de investigaci´on presenta una comparaci´on de consumo de energ´ıa en tiempo de ejecuci´on, entre arquitecturas heterog´eneas tipo CPU-GPU con diferentes frecuencias de reloj y n´umero de CUDA@cores dentro de un mismo chip, al usar StarPU, para portabilizar y balancear la carga de trabajo de aplicaciones cient´ıficas. Como caso de estudio se seleccion´o Ondes3D, una simulaci´on de la propagaci´on de ondas s´ısmicas para analizar fuertes movimientos en superficies de la Tierra. Adicionalmente, se seleccion´o el LINPACK Benchmark (HPL), para colectar datos del problema de la subutilizaci´on de recursos computacionales sobre arquitecturas heterog´eneas. Se construy´o enerGyPU un monitor de rendimiento y consumo de potencia, para evaluar y caracterizar los factores computacionales que regulan la eficiencia energ´etica sobre nodos heterog´eneos con multiples GPU. Asimismo, se dise˜no un esquema integrado llamado Aceleraci´on Energ´eticamente Eficiente (AEE), el cual utiliza: frameworks de balanceo de carga (ej. StarPU), para el mapeo de tareas sobre los recursos computacionales; seguidamente, usa enerGyPU para la captura de m´etricas de rendimiento computacional y consumo de potencia, para as´ı, caracterizar la aplicaci´on y la arquitectura computacional; por ultimo utiliza el sistema de predicci´on AEE, para obtener la combinaci´on de recursos computacionales que maximizan la eficiencia energ´etica en aplicaciones que se ejecuten sobre arquitecturas heterog´eneas tipo CPU-GPU.
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    Análisis de sistemas embebidos hpc usando manejadores de paquetes
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Gómez Hernández, Carlos Eduardo; Barrios Hernandez, Carlos Jaime; Richard, Olivier
    El proyecto consiste en analizar las capacidades computaciones y energéticas para computación de alto rendimiento (HPC por sus siglas en inglés) de ciertos sistemas embebidos usando una herramienta de gestión de aplicaciones de tipo manejadores de paquetes. Para lograr este objetivo, se escogió un tipo de sistemas embebidos y una clase de Manejador de Paquetes. Usando una serie de algoritmos denominados benchmarks, se logra obtener resultados de rendimiento computacional del sistema. Finalmente, una vez obtenidos estos resultados se usan estos valores para obtener el consumo energético de la infraestructura. Principalmente este proyecto se divide en dos partes: uso de software (por los manejadores de paquetes) y uso de hardware (por los sistemas embebidos). Por esta razón, se exploran por separado ambas partes, estudiando sus componentes y algunos elementos pertenecientes a esa parte y además se mencionan algunos proyectos con una configuración similar para mostrar un precedente de lo que puede hacer este tipo de infraestructura. En la etapa final, se crea un modelo de una infraestructura, se implementa, se agregan las herramientas necesarias y con el uso de un sistema de algoritmos de prueba computacional denominados benchmark, se observa su rendimiento computacional. Sin embargo, las pruebas deben también indicar consumo energético, por lo que basados en un estudio previo, se usan esos resultados adaptados al proyecto para aproximar el valor del consumo energético en nuestro sistema. Todo lo anterior se gráfica y se analiza el rendimiento e impacto de los manejadores de paquetes dentro de los sistemas embebidos. 1
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    Computación de alto rendimiento para la visualización e interacción remota en aplicaciones científicas
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Riaño Nuñez, Deyberth Hernando; Barrios Hernandez, Carlos Jaime
    Con los avances tecnológicos y con ello la capacidad para captura de información con cientos de variables temporales que pretenden dar respuesta a fenómenos naturales, del comportamiento humano, de ciencias básicas, sociales, económicas, entre otras; la comunidad científica está demandando capacidad de cómputo y visualización de grandes volúmenes de datos de manera ágil, rápida y amigable con el fin de compilar algoritmos complejos que ayuden a la toma de decisiones y enriquezcan la comunidad. Es por lo anterior que se da la oportunidad de creación de un nuevo esquema o arquitectura con dichas características a la cual se le da el nombre de YAJE (Arquitectura ofrecida como servicio para la computación y visualización de alto rendimiento), la cual favorece la investigación poniendo a disposición de los usuarios la posibilidad de acceso remoto mediante escritorios virtuales con tarjeta gráfica dedicada y acceso directo a la plataforma de supercómputo, en un mismo entorno de manera que favorece así la interacción Cliente/Aplicación, disminuye el tiempo de búsqueda de soluciones óptimas para realizar procesamiento y visualización de resultados como un flujo de trabajo único, reduce costos asociados a la adquisición de hardware de altas prestaciones y favorece la colaboración científica.
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    Simulación de modelos de predicción de la degradación del concreto reforzado expuesto a un medio marino simulado en arquitecturas computacionales basados en múltiples GPU
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Mejia Cajica, Felix Armando; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Barrios Hernandez, Carlos Jaime
    La simulación del proceso de la difusión de cloruros en el concreto reforzado expuesto a medios marinos, permite conocer la concentración del ion cloruro en una estructura de concreto en un tiempo determinado, por lo tanto, es posible estimar el tiempo necesario para que la estructura alcance la concentración umbral y así iniciar la despasivación del acero de refuerzo. El concreto reforzado es uno de los materiales más utilizados en la construcción, debido a sus propiedades estructurales, bajo costo y gran durabilidad. El carácter alcalino presente en los poros del concreto, permite que el acero de refuerzo en un inicio se encuentre en estado pasivo en cuanto a la corrosión, siendo su velocidad casi nula, sin embargo, esta velocidad comienza a incrementarse debido al ingreso de agentes agresivos los cuales se encuentran presentes en el medio ambiente como son los iones de cloruro y el dióxido de carbono, los cuales llevan al inicio de la corrosión de las estructuras de acero que refuerzan el concreto. En este trabajo se simula un modelo de difusión teniendo en cuenta los diferentes factores que afectan o inciden en la velocidad de inicio de la corrosión de la estructura de refuerzo, como son la relación agua-cemento, temperatura, densidad y capacidad de fijación del cloruro del concreto, dado que se manejan todas estas variables y una gran cantidad de información se hace necesario utilizar arquitecturas computacionales basadas en múltiples GPU con el fin de lograr la obtención de mejores resultados en tiempos más cortos y así poder minimizar este fenómeno cambiando ciertos parámetros de diseño y fabricación.