{"id":2132,"date":"2024-04-10T12:51:37","date_gmt":"2024-04-10T10:51:37","guid":{"rendered":"http:\/\/10.128.3.28\/?page_id=2132"},"modified":"2025-07-23T14:25:03","modified_gmt":"2025-07-23T12:25:03","slug":"proyecto-efihpc-entorno-software-para-el-desarrollo-de-codigos-de-programacion-eficientes-en-centros-de-supercomputacion","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/computaex.es\/en\/proyecto-efihpc-entorno-software-para-el-desarrollo-de-codigos-de-programacion-eficientes-en-centros-de-supercomputacion\/","title":{"rendered":"EfiHPC: Entorno Software para el Desarrollo de C\u00f3digos de programaci\u00f3n eficientes en Centros de Supercomputaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"field field-name-field-proy-investigadores field-type-text-long field-label-above\">\n<div class=\"field-label\" style=\"text-align: justify;\"><strong>Researchers:\u00a0<\/strong><\/div>\n<div class=\"field-items\" style=\"text-align: justify;\">\n<div class=\"field-item even\">\n<ul>\n<li>Javier Corral Garc\u00eda, Felipe Lemus Prieto y Juan Manuel Murillo Rodr\u00edguez. Fundaci\u00f3n\u00a0<a href=\"\/en\/descripcion-la-fundacion\/\">COMPUTAEX<\/a>.<\/li>\n<li>Jos\u00e9 Carlos Sancho N\u00fa\u00f1ez. Universidad de Extremadura (<a href=\"https:\/\/www.unex.es\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">UEX<\/a>).<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"field field-name-field-proy-descripcion field-type-text-long field-label-above\" style=\"text-align: justify;\">\n<div class=\"field-label\"><strong>Description:\u00a0<\/strong><\/div>\n<div class=\"field-items\">\n<div class=\"field-item even\">\n<p>Expertos de m\u00faltiples ramas del conocimiento se enfrentan diariamente a multitud de desaf\u00edos en proyectos cient\u00edficos, t\u00e9cnicos o industriales que requieren el uso de la computaci\u00f3n de alto rendimiento (HPC, High-Performance Computing) para satisfacer adecuadamente sus necesidades. Este tipo de proyectos, ampliamente multidisciplinares y heterog\u00e9neos, demandan una obtenci\u00f3n de resultados con tiempos de ejecuci\u00f3n realmente cr\u00edticos. De este modo, con objeto de alcanzar resultados confiables y emplear eficientemente los recursos de c\u00f3mputo disponibles, muchos de estos profesionales necesitan una importante ayuda adicional que les permita optimizar adecuadamente sus c\u00f3digos.<\/p>\n<p>La mejora en sus c\u00f3digos de programaci\u00f3n, considerando su eficiencia, ser\u00eda de utilidad, no solo para estos investigadores, sino tambi\u00e9n para los propios administradores de los centros de computaci\u00f3n de alto rendimiento. De esta forma, los usuarios podr\u00edan hacer un uso m\u00e1s eficiente tanto de su propio tiempo, como de las infraestructuras ofrecidas por estos centros, donde dicha eficiencia es clave en diversos aspectos, entre los que destacan: los tiempos de c\u00f3mputo y de espera para acceder a las distintas infraestructuras, el n\u00famero de n\u00facleos o procesadores empleados y la disponibilidad de memoria y espacio en disco, sin olvidar el consumo energ\u00e9tico, que actualmente supone un desaf\u00edo clave para los centros HPC.<\/p>\n<p>Adicionalmente, es habitual que los programadores centren sus esfuerzos en aquellas instrucciones que pueden ser paralelizadas, sin tener en cuenta la eficiencia del resto del c\u00f3digo, a menudo ignorando el importante efecto que las partes secuenciales tienen sobre los tiempos de ejecuci\u00f3n. El impacto asociado es especialmente significativo en trabajos HPC que tardan varios d\u00edas en ejecutarse o que forman parte de proyectos que requieren miles de horas de CPU anuales, algo muy com\u00fan en variedad de investigaciones cient\u00edficas. En consecuencia, el objetivo principal de este proyecto consiste en evaluar y analizar diversas t\u00e9cnicas software con el objetivo de conseguir mejoras adicionales en el c\u00f3digo y reducir los tiempos de ejecuci\u00f3n. Las t\u00e9cnicas ser\u00e1n seleccionadas entre la literatura existente y escogidas por ser las m\u00e1s representativas o que mejoran de modo m\u00e1s notable la eficiencia, entendiendo \u00e9sta como el rendimiento computacional alcanzado por un programa en relaci\u00f3n al alcanzable en una situaci\u00f3n \u00f3ptima. Posteriormente, se realizar\u00e1 un detallado an\u00e1lisis del impacto producido en<br \/>\nla reducci\u00f3n de los tiempos de ejecuci\u00f3n sobre infraestructuras HPC. De este modo se persigue proponer un amplio conjunto de t\u00e9cnicas que permitan aumentar la eficiencia de forma f\u00e1cil y sencilla en estos entornos, posibilitando que los usuarios obtengan destacables mejoras de rendimiento con cambios menores en sus c\u00f3digos. Adem\u00e1s, se buscar\u00e1 que, gracias a estas t\u00e9cnicas, incluso usuarios noveles puedan hacer un uso m\u00e1s apropiado y eficiente de los recursos computacionales.<\/p>\n<p>Asimismo, la aplicabilidad de la investigaci\u00f3n desarrollada en este proyecto ser\u00e1 de especial inter\u00e9s para otras l\u00edneas de investigaci\u00f3n y proyectos de I+D+i de C\u00e9nitS-COMPUTAEX, sobre todo en la implementaci\u00f3n y el uso de herramientas centradas en la biotecnolog\u00eda aplicada a la salud, destacando su posible utilizaci\u00f3n sobre algoritmos de sistemas computacionales destinados al diagn\u00f3stico, el pron\u00f3stico y el desarrollo de terapias avanzadas o dirigidas en medicina personalizada.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"field field-name-field-proy-objetivos field-type-text-long field-label-above\" style=\"text-align: justify;\">\n<div class=\"field-label\"><strong>Objectives:\u00a0<\/strong><\/div>\n<div class=\"field-items\">\n<div class=\"field-item even\">\n<p>Este proyecto est\u00e1 centrado en la escritura de c\u00f3digos m\u00e1s eficientes y persigue que los usuarios puedan aumentar de forma significativa el rendimiento de sus programas, reduciendo los tiempos de ejecuci\u00f3n (y en consecuencia, se posibilite una reducci\u00f3n del consumo energ\u00e9tico), gracias a la aplicaci\u00f3n de un conjunto de t\u00e9cnicas software. De este modo, se contribuir\u00e1 adem\u00e1s a que los programadores sean conscientes del notable impacto que la aplicaci\u00f3n de ciertas t\u00e9cnicas, en peque\u00f1os y simples fragmentos de sus c\u00f3digos, puede tener sobre la eficiencia.<\/p>\n<p>Estas mejoras en el rendimiento pueden resultar especialmente significativas en relaci\u00f3n a trabajos de HPC que tardan d\u00edas o incluso semanas en completarse o que forman parte de proyectos que requieren miles de horas de CPU al a\u00f1o, algo realmente com\u00fan en una amplia variedad de investigaciones cient\u00edficas. En este sentido, es muy importante que los programadores sean conscientes del excesivo tiempo que puede malgastar un peque\u00f1o fragmento de c\u00f3digo ineficiente cuando su ejecuci\u00f3n es repetida durante innumerables ocasiones.<\/p>\n<p>Adicionalmente, es habitual que cuando programadores no expertos se enfrentan a la programaci\u00f3n HPC presenten notables dificultades para optimizar sus c\u00f3digos, aunque puedan identificar correctamente las partes donde la ejecuci\u00f3n requiere m\u00e1s tiempo de proceso gracias a profilers o herramientas de an\u00e1lisis. Adem\u00e1s, estos programadores suelen centrar sus esfuerzos \u00fanicamente en las instrucciones que se pueden paralelizar, sin tener en cuenta la eficiencia de las partes secuenciales y, a menudo, ignorando el considerable impacto que \u00e9stas tienen en el tiempo final de ejecuci\u00f3n o en el consumo energ\u00e9tico asociado.<\/p>\n<p>Sin embargo, en la literatura no existen demasiadas propuestas destinadas a optimizar los tiempos de ejecuci\u00f3n mediante la aplicaci\u00f3n de t\u00e9cnicas software que posibiliten la escritura de c\u00f3digo eficiente. El presente trabajo pretende comprar adem\u00e1s, el impacto de dicho problema tanto en grandes infraestructuras de HPC, como en otros dispositivos como los empleados en el Internet de las cosas (IoT, Internet of Things).<\/p>\n<p><strong>Hip\u00f3tesis de partida<\/strong><\/p>\n<p>Este proyecto persigue proponer una serie de t\u00e9cnicas para la escritura eficiente de programas en las infraestructuras HPC, preservando la sem\u00e1ntica del programa. Para ello se evaluar\u00e1n los resultados obtenidos mediante la aplicaci\u00f3n manual de estas t\u00e9cnicas, en comparaci\u00f3n con los correspondientes a la utilizaci\u00f3n de las opciones de optimizaci\u00f3n ofrecidas por los compiladores. La hip\u00f3tesis de partida considera que estas t\u00e9cnicas lograr\u00e1n importantes reducciones en los tiempos de ejecuci\u00f3n, incluso mejorando el impacto producido por las optimizaciones autom\u00e1ticas ofrecidas por los compiladores. Esto pondr\u00e1 de manifiesto que estas \u00faltimas no permiten alcanzar las mismas mejoras que los programadores pueden lograr mediante la aplicaci\u00f3n de las t\u00e9cnicas a desarrollar.<\/p>\n<p><strong>Objetivo general<\/strong><\/p>\n<p>El principal objetivo de este proyecto se centra en la escritura de c\u00f3digos m\u00e1s eficientes y persigue que los usuarios puedan aumentar de forma significativa el rendimiento de sus programas, reduciendo los tiempos de ejecuci\u00f3n (y en consecuencia se posibilite\u00a0tambi\u00e9n una reducci\u00f3n del consumo energ\u00e9tico), gracias a la aplicaci\u00f3n de un conjunto de t\u00e9cnicas software. De este modo, se contribuir\u00e1 adem\u00e1s a que los programadores sean conscientes del notable impacto que la aplicaci\u00f3n de ciertas t\u00e9cnicas, en peque\u00f1os y simples fragmentos de sus c\u00f3digos, puede tener sobre la eficiencia.<\/p>\n<p>Se plantea de este modo desarrollar un conjunto de estrategias y pautas que permitan a los programadores alcanzar mejoras realmente significativas en sus c\u00f3digos, mediante la aplicaci\u00f3n de una serie de peque\u00f1as modificaciones y empleando un esfuerzo m\u0131\u0301nimo. El objetivo es mejorar el rendimiento, consiguiendo reducir lo m\u00e1ximo posible los tiempos de ejecuci\u00f3n en los centros de c\u00f3mputo. En este sentido, es necesario considerar el destacable efecto negativo que simples<br \/>\nfragmentos de c\u00f3digo pueden presentar sobre los tiempos de ejecuci\u00f3n, debido a la importante limitaci\u00f3n que la fracci\u00f3n secuencial de un programa ejerce sobre el\u00a0<em>speedup<\/em>\u00a0final alcanzado.<\/p>\n<p>Asimismo, se pretende que los programadores comprendan el importante impacto que la utilizaci\u00f3n de ciertas t\u00e9cnicas puede tener en el rendimiento final de sus aplicaciones, especialmente en aquellas que est\u00e1n en continua ejecuci\u00f3n o bien consumen un n\u00famero considerablemente elevado de horas de CPU. En este sentido, algunos programadores no son conscientes, por ejemplo, de la significativa cantidad de tiempo que puede llegar a ser empleada por un peque\u00f1o fragmento de c\u00f3digo ineficiente, especialmente cuando la ejecuci\u00f3n de \u00e9ste es repetida en numerosas ocasiones.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"field field-name-field-proy-financiacion field-type-text-long field-label-above\">\n<div class=\"field-label\" style=\"text-align: justify;\"><strong>Sources of funding:\u00a0<\/strong><\/div>\n<div class=\"field-items\">\n<div class=\"field-item even\">\n<p style=\"text-align: justify;\">The Foundation\u00a0<a href=\"\/en\/descripcion-la-fundacion\/\">COMPUTAEX<\/a>, como beneficiaria del programa de ayudas destinadas a la financiaci\u00f3n de los programas de empleo creados para la ejecuci\u00f3n del\u00a0<a href=\"https:\/\/\/en\/extremaduratrabaja.juntaex.es\/ayudas_plan_recuperacion_transformacion_risilencia\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Plan de Recuperaci\u00f3n, Transformaci\u00f3n y Resiliencia en la Comunidad Aut\u00f3noma de Extremadura<\/a>, al amparo del Decreto 137\/2021, de 15 de diciembre, por el que se establecen las bases reguladoras para la concesi\u00f3n de subvenciones destinadas a la financiaci\u00f3n de los programas de empleo creados para la ejecuci\u00f3n del\u00a0<a href=\"https:\/\/\/en\/planderecuperacion.gob.es\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Plan de Recuperaci\u00f3n, Transformaci\u00f3n y Resiliencia<\/a>, financiado por la Uni\u00f3n Europea &#8211;\u00a0<a href=\"https:\/\/\/en\/next-generation-eu.europa.eu\/index_es\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">NextGenerationEU<\/a>, en la Comunidad\u00a0 Aut\u00f3noma de Extremadura.<\/p>\n<p><center><img decoding=\"async\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/logo_investigo_calidad.jpg\" alt=\"\" \/><\/center><\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Investigadores:\u00a0 Javier Corral Garc\u00eda, Felipe Lemus Prieto y Juan Manuel Murillo Rodr\u00edguez. 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