Efficient Cross-Domain DSL Development for Exascale
Efficient Cross-Domain DSL Development for Exascale
批准号:
EP/W007940/1
负责人:
Tobias Grosser
金额:
$73.54万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2021
资助国家:
英国
项目状态:
未结题
起止时间:
2021 至 --
中文摘要
开发科学软件,例如用于气候建模或医学研究,是一项极具挑战性的任务。领域科学家经常深入研究底层编程细节,只是为了让他们的代码运行得足够快。这些繁琐但重要的优化步骤大大降低了领域科学家的工作效率。领域特定语言(DSL)使领域科学家能够专注于科学问题,而不是让代码快速运行,从而彻底改变了领域科学家的工作效率。复杂的DSL编译器自动从特定领域的高级问题描述生成高性能代码。虽然有个别成功,但DSL的现有景观是分散的,并且DSL编译器实现中软件组件的重用受到限制,因为传统的DSL编译器是孤立构建的。这导致了新DSL的高开发成本,并阻止了许多DSL达到成熟和可持续的水平,从而使科学界能够采用。该项目通过利用MLIR编译器和Python生态系统的广度和跨行业支持,彻底改变了DSL编译器实现的设计。Python是许多领域的应用程序开发人员的首选工具,例如机器学习,数据科学,以及-我们相信-未来高性能计算软件的重要组成部分。该项目将MLIR作为DSL编译器开发中多个抽象级别的代码的公共表示。嵌入各种宿主语言(包括Python和Fortran)的DSL将很容易在MLIR之上构建。我们的研究将构建一个工具箱,使开发人员能够使用共享中间表示IR和优化的丰富生态系统来构建DSL,而不是将DSL编译器构建为孤立的单片塔。该项目评估,驱动和演示DSL设计工具箱,以构建下一代地震和气候建模以及医学成像的DSL。它们将共享共同的软件组件,并使它们可用于其他DSL。最后,本项目将探讨未来的颠覆者(包括人工智能、数据科学和按需HPC即服务)将如何塑造和影响下一代高性能软件。该项目将致力于将Python生态系统中的现代交互式数据分析和机器学习方法与高性能科学代码进行深度整合。
英文摘要
Developing scientific software, for example for climate modeling or medical research, is a highly challenging task. Domain scientists are often deeply involved in low-level programming details just to make their code run sufficiently fast. These tedious, but important, optimization steps significantly reduce the productivity of scientists.Domain specific languages (DSLs) revolutionize the productivity of domain scientists by enabling them to focus on scientific questions rather than making their code run fast. Sophisticated DSL compilers automatically generate high-performance code from domain-specific high-level problem descriptions.While there are individual successes, the existing landscape of DSLs is scattered and the reuse of software components in DSL compiler implementations is limited as traditionally DSL compilers are built in isolation. This results in high development costs of new DSLs and prevents many DSLs from ever achieving a level of maturity and sustainability that enables uptake by the scientific community.This project revolutionizes the design of DSL compiler implementations by leveraging the breadth and cross-industry support of the MLIR compiler and Python ecosystems. Python is the tool of choice for application developers in many domains, such as machine learning, data science, and - we believe - an important component of the future of High Performance Computing software. This project establishes MLIR as a common representation for code at multiple levels of abstraction in DSL compiler development. DSLs embedded in various host languages, including Python and Fortran, will be easily built on top of MLIR. Instead of building DSL compilers as isolated monolithic towers, our research will build a toolbox that enables developers to build DSLs using a rich ecosystem of shared intermediate representations IRs and optimizations.This project evaluates, drives, and demonstrates the DSL design toolbox to build the next generation of DSLs for Seismic and Climate Modelling as well as Medical imaging. These will share common software components and make them available for other DSLs. An extensive evaluation will show the scalability of DSL software towards exascale.Finally, this project investigates how future disruptors, including artificial intelligence, data science, and on-demand HPC-as-a-service, will shape and influence the next generations of high performance software. This project will work towards deeply integrating modern interactive data analytics and machine learning methods from the Python ecosystem with high-performance scientific code.
期刊论文(4)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
登录
查看更多内容
DOI:
10.1109/fpl60245.2023.00010
发表时间:
2023-08
期刊:
2023 33rd International Conference on Field-Programmable Logic and Applications (FPL)
影响因子:
--
作者:
[Gabriel Rodriguez-Canal;Nick Brown;Timothy Dykes;Jessica R. Jones;U. Haus]
通讯作者:
Gabriel Rodriguez-Canal;Nick Brown;Timothy Dykes;Jessica R. Jones;U. Haus
Fortran performance optimisation and auto-parallelisation by leveraging MLIR-based domain specific abstractions in Flang
通过利用 Flang 中基于 MLIR 的领域特定抽象来优化 Fortran 性能和自动并行化
DOI:
10.1145/3624062.3624167
发表时间:
2023
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Brown N]
通讯作者:
Brown N
Stencil-HMLS: A multi-layered approach to the automatic optimisation of stencil codes on FPGA
Stencil-HMLS:一种在 FPGA 上自动优化模板代码的多层方法
DOI:
10.1145/3624062.3624543
发表时间:
2023
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Rodriguez-Canal G]
通讯作者:
Rodriguez-Canal G
IRDL: An IR Definition Language for SSA Compilers
IRDL:SSA 编译器的 IR 定义语言
DOI:
--
发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Mathieu Fehr]
通讯作者:
Mathieu Fehr
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
胰岛素样生长信号介导的肺巨噬细胞和上皮细胞cross-tolk通过核自噬参与慢性气道炎症形成的机制研究
-
批准号:JCZRYB202500229
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2025
-
负责人:
-
依托单位:
基于NLRP3炎性小体与自噬Cross-talk探讨心康冲剂干预心肌纤维化的机制研究
-
批准号:2025JJ80174
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2025
-
负责人:邹菊英
-
依托单位:
PKM2琥珀酰化修饰介导癌细胞与血小板间Cross-talk调控胆管癌侵袭转移的研究
-
批准号:JCZRYB202500379
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2025
-
负责人:
-
依托单位:
基于破骨-成骨细胞Cross-Talk探讨内固定物存留对关节软骨退变的影响及补肾强骨治法的科学内涵
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:
-
依托单位:
三痹汤激活线粒体自噬影响免疫细胞Cross talk延缓椎间盘退变的机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:王楠
-
依托单位:
多环芳烃(PAHs )介导的癌细胞和Th17细胞“cross-talk”所
致免疫抑制反应在胶质瘤增殖侵袭中的作用及毒理学机制研
究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:
-
依托单位:
PGK1乙酰化修饰介导癌细胞与TAMs间Cross-talk调控胆囊癌EMT的研究
-
批准号:82373032
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49万元
-
批准年份:2023
-
负责人:王剑明
-
依托单位:
线粒体ClpP激动剂通过铁死亡-免疫调控cross-talk治疗急性髓细胞白血病的机制研究
-
批准号:82370171
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49万元
-
批准年份:2023
-
负责人:吴俣
-
依托单位:
生长激素受体通过脂肪酸介导的肝脏-脂肪Cross-talk影响脂质内稳态的研究
-
批准号:82370866
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49万元
-
批准年份:2023
-
负责人:吴英杰
-
依托单位:
基于“cross-β折叠”结构形成理论解析面筋蛋白淀粉样纤维的形成机制
-
批准号:32372365
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:张慧娟
-
依托单位: