更快速的故障隔離、改進(jìn)的內(nèi)存優(yōu)化和針對(duì)您的大規(guī)模HPC應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)可視化

 

了解大規(guī)模并行和多核應(yīng)用程序，對(duì)進(jìn)程和線程執(zhí)行進(jìn)行前所未有的控制，并了解程序狀態(tài)和數(shù)據(jù)。

 

使用TotalView for HPC，在單個(gè)窗口中同時(shí)調(diào)試多個(gè)進(jìn)程和線程，以完全控制程序的執(zhí)行：在單個(gè)線程或任意進(jìn)程或線程組內(nèi)逐行運(yùn)行、單步執(zhí)行和暫停代碼。通過(guò)反向調(diào)試從失敗中向后工作，通過(guò)消除應(yīng)用程序的重復(fù)重新啟動(dòng)更快地隔離根本原因。重現(xiàn)在使用線程、OpenMP、MPI、GPU或協(xié)處理器的并發(fā)程序中出現(xiàn)的困難問(wèn)題。

 

內(nèi)存泄漏、死鎖和競(jìng)爭(zhēng)條件都可能是過(guò)去的事情。無(wú)論是經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)人員還是剛接觸到多核或并行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)挑戰(zhàn)的新手，TotalView都能快速發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、驗(yàn)證原型、驗(yàn)證計(jì)算并驗(yàn)證代碼的正確性。

 

TotalView與C、C++和Fortran應(yīng)用程序一起編寫Linux（包括Cray和Blue Gene平臺(tái)）、LinuxPowerLE、UNIX、Mac OS X和Xeon PHI，支持OpenMP、MPI、OpenPOWER、OpenACC/CUDA和ARM。

 

TotalView for HPC的功能

 

為您的團(tuán)隊(duì)選擇合適的動(dòng)態(tài)分析工具取決于您的團(tuán)隊(duì)需求、語(yǔ)言支持和平臺(tái)可用性。

 

TotalView支持以下關(guān)鍵技術(shù)：

 

• 筆記本電腦到超級(jí)計(jì)算機(jī)：筆記本電腦、工作站、服務(wù)器、部門集群和超級(jí)計(jì)算機(jī)

• C和C++：模板和標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)的全面支持

• Fortran：包括通用塊和模塊等概念

• 帶MPI的多進(jìn)程：支持20種不同的MPI實(shí)現(xiàn)

• 多線程進(jìn)程：使用pthreads、OpenMP、TBB調(diào)試多線程應(yīng)用程序

• Xeon Phi：支持調(diào)試Intel Xeon Phi（KNC, KNL）

• OpenPOWER Linux PowerLE：支持在OpenPower LittleEndian平臺(tái)上進(jìn)行調(diào)試

• 加速器支持：使用CUDA或OpenAcc來(lái)利用NVIDIA GPU的調(diào)試程序

• ARM64支持

• 混合語(yǔ)言Python-C/C++支持：用Python和C/C++ Python擴(kuò)展調(diào)試程序

 

TotalView提供了強(qiáng)大的功能，使調(diào)試盡可能簡(jiǎn)單。

 

• 數(shù)據(jù)可視化：程序數(shù)據(jù)和變量的可視性

• 類型轉(zhuǎn)換：將自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為更簡(jiǎn)單的形式進(jìn)行調(diào)試

• 高級(jí)內(nèi)存調(diào)試：在C、C++、Fortran和HPC應(yīng)用程序中查找內(nèi)存泄漏和內(nèi)存錯(cuò)誤

• 評(píng)估點(diǎn)：評(píng)估表達(dá)式，使其不僅僅是查看數(shù)據(jù)值

• TVScript:無(wú)人參與的批調(diào)試：在非交互式調(diào)試會(huì)話中運(yùn)行和測(cè)試應(yīng)用程序

• 反向調(diào)試：記錄和重放、調(diào)試Linux應(yīng)用程序中的競(jìng)爭(zhēng)條件和死鎖

• 遠(yuǎn)程顯示：從Linux、Mac OS X或Windows系統(tǒng)輕松設(shè)置遠(yuǎn)程調(diào)試會(huì)話

 

 

C與C++調(diào)試及故障排除

 

C和C++可以控制數(shù)據(jù)、訪問(wèn)模式、內(nèi)存管理和執(zhí)行的細(xì)節(jié)。但是，當(dāng)涉及到構(gòu)建和維護(hù)可擴(kuò)展的科學(xué)應(yīng)用程序時(shí)，對(duì)低級(jí)機(jī)器行為的直接控制幾乎不會(huì)留下誤差。TooVIEW為復(fù)雜C和C++應(yīng)用程序的故障排除提供了理想的環(huán)境。它們具有對(duì)象、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針的詳細(xì)視圖，簡(jiǎn)化了對(duì)復(fù)雜對(duì)象的處理。

 

標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）集合類簡(jiǎn)化了操作程序數(shù)據(jù)的方式，但在程序掛起或崩潰時(shí)，它們會(huì)使故障排除變得復(fù)雜。TotalView類型轉(zhuǎn)換工具（TTF）為您提供了一種靈活的方式來(lái)為數(shù)據(jù)對(duì)象提供備用顯示。STLView轉(zhuǎn)換提供了STL集合類對(duì)象的邏輯視圖，提供了更實(shí)用的列表數(shù)據(jù)視圖。最終結(jié)果是對(duì)代碼的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行了簡(jiǎn)化、直觀的查看。

 

用Python和C/C++進(jìn)行混合語(yǔ)言調(diào)試

 

許多開(kāi)發(fā)人員利用Python的能力來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，并調(diào)用C/C++代碼來(lái)執(zhí)行計(jì)算密集型任務(wù)或訪問(wèn)現(xiàn)有算法?？缯Z(yǔ)言障礙的調(diào)試可能是有挑戰(zhàn)性的，但是代碼動(dòng)態(tài)顯示通過(guò)跨語(yǔ)言障礙的完全集成的調(diào)用堆棧，并允許所有的Python和C/C++變量及其值被檢查，這很容易。沒(méi)有其他的調(diào)試器讓你很容易理解、診斷和修復(fù)混合語(yǔ)言Python和C/C++應(yīng)用程序！

 

Fortran調(diào)試

 

雖然C和Fortran都有一些共同點(diǎn)，但Fortran不是C。TotalView正確地表示了Fortran符號(hào)、類型和概念，如通用塊和模塊，這些在其他語(yǔ)言中不存在。

 

Fortran特別擅長(zhǎng)表示和處理數(shù)值和數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)。它的一個(gè)關(guān)鍵特性是它能夠表示數(shù)組數(shù)據(jù)。使用Fortran源代碼的科學(xué)家和工程師在一定程度上利用了對(duì)多維數(shù)組、數(shù)組分配和Fortran指針強(qiáng)大功能等的語(yǔ)言級(jí)支持。我們的技術(shù)可以幫助您利用Fortran的這些關(guān)鍵屬性來(lái)確保代碼正常工作。

 

用于理解應(yīng)用程序行為、計(jì)算數(shù)據(jù)和模式的數(shù)據(jù)可視化

 

您正在開(kāi)發(fā)的大多數(shù)應(yīng)用程序都是處理數(shù)據(jù)的引擎。無(wú)論是觀察還是計(jì)算，這都是你真正關(guān)心的數(shù)據(jù)。當(dāng)你試圖深入了解物理系統(tǒng)的行為時(shí)，你可以定量地接近它。當(dāng)試圖理解計(jì)算系統(tǒng)的行為時(shí)，同樣的方法是必要的。

 

故障排除包括探索活動(dòng)應(yīng)用程序的行為，尋找關(guān)于為什么計(jì)算沒(méi)有按預(yù)期進(jìn)行的線索，對(duì)以不同方式呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行切片以發(fā)現(xiàn)模式。重要的是，您擁有能夠輕松查看和操作數(shù)據(jù)的工具，而TotalView有助于簡(jiǎn)化此過(guò)程。

 

調(diào)試內(nèi)存泄漏和malloc錯(cuò)誤

 

內(nèi)存是一個(gè)有限的資源這一事實(shí)對(duì)應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)有著重大的影響，特別是當(dāng)它包含數(shù)百萬(wàn)行代碼時(shí)。隨著程序復(fù)雜性的增加，內(nèi)存泄漏調(diào)試和malloc錯(cuò)誤的故障排除變得更加困難。內(nèi)存相關(guān)的代碼缺陷可能導(dǎo)致失控的資源和隨機(jī)數(shù)據(jù)損壞。內(nèi)存錯(cuò)誤也可能表現(xiàn)為隨機(jī)程序崩潰，對(duì)生產(chǎn)力造成負(fù)面影響。在最壞的情況下，內(nèi)存錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞，導(dǎo)致程序生成不準(zhǔn)確的結(jié)果。TotalView通過(guò)確保工作代碼和準(zhǔn)確的結(jié)果幫助您管理風(fēng)險(xiǎn)。

 

支持MPI、OpenMP和其他并行范例

 

TotalView為MPI、OpenMP、UPC和GA提供全面的支持。TotalView支持20多個(gè)MPI實(shí)現(xiàn)，是并行編程課程中的首選調(diào)試器。

 

多線程應(yīng)用程序/多核架構(gòu)

 

提高時(shí)鐘頻率的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束。處理器體系結(jié)構(gòu)具有多核和多核設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。構(gòu)建多線程應(yīng)用程序或?qū)⒋袘?yīng)用程序轉(zhuǎn)換為并行應(yīng)用程序是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。TotalView和ReplayEngine是為幫助您管理并發(fā)性、并行性和線程所帶來(lái)的挑戰(zhàn)而構(gòu)建的。

 

即使在測(cè)試良好的多線程應(yīng)用程序中，爭(zhēng)用條件也是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。您可以使用鎖、信號(hào)量和原子操作來(lái)避免競(jìng)爭(zhēng)條件，但它們可以引入自己的微妙問(wèn)題。我們的工具提供了代碼行為的可視性，提高了您對(duì)這些問(wèn)題影響的理解。

 

使用TVScript進(jìn)行無(wú)人值守批調(diào)試

 

TVScript是一個(gè)使用TotalView進(jìn)行非交互式調(diào)試的框架。定義目標(biāo)程序中可能發(fā)生的一系列事件，TVScript在其控制下加載程序，根據(jù)需要設(shè)置斷點(diǎn)，然后運(yùn)行程序。在每個(gè)程序停止時(shí)，TVScript都會(huì)收集記錄到一組輸出文件中的數(shù)據(jù)，以便在作業(yè)完成后進(jìn)行查看。如果調(diào)用沒(méi)有參數(shù)的TVScript，它將提供使用指南和可用事件和操作的列表。TVScript被比作類固醇的printf。

 

加速器支持

 

Linux x86-64上的TotalView支持CUDA和OpenAcc調(diào)試：

• CUDA支持的版本8.0、9.0–9.2和10.0

• 在同一會(huì)話中調(diào)試主機(jī)和設(shè)備代碼

• CUDA直接在Tesla, Kepler, Maxwell或Fermi硬件上運(yùn)行

• 多GPU調(diào)試支持

• 在TotalView的新用戶界面和經(jīng)典用戶界面中都支持CUDA調(diào)試

• CUDA動(dòng)態(tài)并行

• CUDA統(tǒng)一內(nèi)存

• Linux和GPU設(shè)備線程可見(jiàn)性

• 對(duì)分層設(shè)備、塊和線程內(nèi)存的完全可見(jiàn)性

• 通過(guò)邏輯和設(shè)備坐標(biāo)導(dǎo)航設(shè)備線程

• CUDA函數(shù)調(diào)用、主機(jī)固定內(nèi)存區(qū)域和CUDA上下文

• 處理內(nèi)聯(lián)和堆棧上的CUDA函數(shù)

• 用于CUDA功能的命令行界面（CLI）命令

• 同時(shí)使用多個(gè)NVIDIA設(shè)備的應(yīng)用程序

• CUDA加速集群上的MPI應(yīng)用程序

• 統(tǒng)一的虛擬尋址和GPUDirect

• CUDA C++和內(nèi)聯(lián)PTX

• 報(bào)告內(nèi)存錯(cuò)誤并處理CUDA異常

• 完全支持PGI和Cray CCE編譯器編譯的OpenACC指令

• CUDA動(dòng)態(tài)模式程序的兼容性

• 調(diào)試CUDA核心文件