INTEGRAÇÃO DA TECNOLOGIA CUDA AO MODELO DE PREVISÃO DO TEMPO ETA

Abstract

Objetivo: Esta dissertacao tem por objetivo principal realizar a implementacao da tecnologia CUDA, para processamento de dados, no modelo de previsao do tempo Eta, buscando reduzir seu tempo de execucao. Materiais e Metodos: E apresentado um estudo sobre os modelos de previsao e a linguagem Fortran, a qual foi utilizada para a escrita do Eta. A forma de realizacao do processamento do modelo Eta foi estudada e mapeada, indicando que o processamento dos dados se da pela divisao de tarefas MPI em dois grupos: servidores de I/O, responsaveis pelo armazenamento dos dados gerados, e processos de previsao, que computam cada parte da area a ser prevista. Foi realizada uma analise do codigo, buscando identificar atividades computacionalmente intensivas, com o intuito de identificar pontos se poderia aplicar mais de um nivel de paralelismo. Apos definido um modelo de paralelismo de dois niveis, de paralelismo, foi escolhida a tecnologia CUDA para tentar obter um ganho de desempenho sem alterar a logica utilizada pelo modelo. Resultados: O modelo foi implementado usando CUDA, sendo escolhidos quatro pontos de maior complexidade de codigo e tempo de execucao para implementar o segundo nivel de paralelismo. Foram realizadas 20 repeticoes para diversas combinacoes de numeros de processos, horas a serem previstas, tamanho de area da previsao e se foi utilizado ou nao CUDA. Os resultados obtidos foram analisados usando os testes de Kolmogorov-Smirnov, Shapiro-Wilk, Teste de Levene e Teste-T, para verificar a distribuicao dos dados das repeticoes e a significância dos dados resultantes. Discussao dos resultados: Na analise dos resultados observou-se um ganho significativo fazendo uso de CUDA integrado ao modelo, apesar de em alguns casos ocorrer uma piora do desempenho, porem, os testes realizados ocorrem em ambientes computacionais nao proprios para experimentos de aplicacoes de alto desempenho, podendo assim prejudicar os resultados gerados. Conclusoes: Pode-se afirmar que esta dissertacao contribuiu para uma melhora do modelo Eta. O conhecimento obtido servira como base de novos trabalhos que envolvam o modelo. Ressalta-se que devido a indisponibilidade de um ambiente computacional otimizado para aplicacoes de alto desempenho tornam-se necessarios novos testes e ampliar os beneficios que podem ser obtidos fazendo uso da tecnologia CUDA em conjunto com MPI no modelo Eta de previsao do tempo.