Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2025 preprint

Exploring metrics for analyzing dynamic behavior in MPI programs via a coupled-oscillator model

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
0Institutions déclarées
0Pays d’affiliation déclarés

Le résumé fourni par la source

We propose a novel, lightweight, and physically inspired approach to modeling the dynamics of parallel distributed-memory programs. Inspired by the Kuramoto model, we represent MPI processes as coupled oscillators with topology-aware interactions, custom coupling potentials, and stochastic noise. The resulting system of nonlinear ordinary differential equations opens a path to modeling key performance phenomena of parallel programs, including synchronization, delay propagation and decay, bottlenecks, and self-desynchronization. This paper introduces interaction potentials to describe memory- and compute-bound workloads and employs multiple quantitative metrics -- such as an order parameter, synchronization entropy, phase gradients, and phase differences -- to evaluate phase coherence and disruption. We also investigate the role of local noise and show that moderate noise can accelerate resynchronization in scalable applications. Our simulations align qualitatively with MPI trace data, showing the potential of physics-informed abstractions to predict performance patterns, which offers a new perspective for performance modeling and software-hardware co-design in parallel computing.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

La source scientifique ouverte est momentanément indisponible.

Les sujets associés

Parallel Computing and Optimization TechniquesDistributed and Parallel Computing SystemsOptimization and Search Problems

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.