Dynamic Load-Balancing in Parallel Applications

Tato práce se zabývá implementací dynamického vyvažování zátěže do paralelního modelu šíření tepla v chladiči procesoru. První část představuje obecně problematiku dynamického vyvažování a současné metody jejího řešení. Zároveň popisuje použitý model a nástroje pro implementaci jako je knihovna MPI pro komunikace nebo HDF5 pro ukládání dat. Dále byl v rámci práce navržen a implementován paralelní simulační model šíření tepla s dynamickou 2D dekompozicí čtvercové výpočetní domény. S touto doménou pracuje geometrický vyvažovací algoritmus, navržený v rámci práce. Implementace dále využívá knihovnu Zoltan pro přenos dat. Simulační model je implementován v C/C++ s využitím MPI komunikací. Na závěr je provedena řada experimentů, které demonstrují dosažený efekt dynamického vyvažování spolu s motivací pro další výzkum v této oblasti.This thesis aims to implement dynamic load balancing mechanism into the parallel simulation model of the heat distribution in a CPU cooler. The first part introduces theoretical foundations for dynamic load balancing, describing current solution approaches. The second part refers to the heat distribution model and related topics such as MPI communications library or HDF library for data storage. Then it proceeds to the implementation of simulation model with dynamic 2D decomposition of square model domain. Custom geometry based dynamic load balancing algorithm was introduced, which works with this decomposition. Important part of the implementation is Zoltan library, used especially for data migration. At the end, a set of experiments was presented, which demonstrates load balancing abilities of designed model together with conclusions and motivation for future research.