Perfil d'acces

Perfil de sortida

En finalitzar els estudis el doctorand o doctoranda haurà adquirit les competències i habilitats següents, necessàries per dur a terme una recerca de qualitat (Reial Decret 99/2011, de 28 de gener, pel qual es regulen els ensenyaments oficials de doctorat):

a) Comprensió sistemàtica d'un camp d'estudi i domini de les habilitats i mètodes de recerca relacionats amb aquest camp.
b) Capacitat de concebre, dissenyar o crear, posar en pràctica i adoptar un procés substancial de recerca o creació.
c) Capacitat per contribuir a l'ampliació de les fronteres del coneixement a través d'una recerca original.
d) Capacitat de realitzar una anàlisi crítica i d'avaluació i síntesi d'idees noves i complexes.
e) Capacitat de comunicació amb la comunitat acadèmica i científica i amb la societat en general quant als seus àmbits de coneixement en els modes i idiomes d'ús habitual en la seva comunitat científica internacional.
f) Capacitat de fomentar, en contextos acadèmics i professionals, l'avenç científic, tecnològic, social, artístic o cultural dins d'una societat basada en el coneixement.

Així mateix, l'obtenció del títol de doctor ha de proporcionar una alta capacitació professional en àmbits diversos, especialment en els que requereixen creativitat i innovació. Els doctors han adquirit, almenys, les següents capacitats i habilitats personals per a:

a) Desenvolupar-se en contextos on hi ha poca informació específica.
b) Trobar les preguntes clau que és necessari respondre per resoldre un problema complex.
c) Dissenyar, crear, desenvolupar i emprendre projectes nous i innovadors en el seu àmbit de coneixement.
d) Treballar tant en equip com de manera autònoma en un context internacional o multidisciplinari.
e) Integrar coneixements, enfrontar-se a la complexitat i formular judicis amb informació limitada.
f) La crítica i defensa intel·lectual de solucions.

Per finalitzar, els doctorands hauran de demostrar les competències següents:

a) Haver adquirit coneixements avançats en la frontera del coneixement i demostrat, en el context de la recerca científica reconeguda internacionalment, una comprensió profunda, detallada i fonamentada dels aspectes teòrics i pràctics i de la metodologia científica en un o més àmbits de recerca.
b) Haver fet una contribució original i significativa a la recerca científica en el seu àmbit de coneixement i que aquesta contribució hagi estat reconeguda com a tal per la comunitat científica internacional.
c) Haver demostrat que són capaços de dissenyar un projecte de recerca amb el qual dur a terme una anàlisi crítica i una avaluació de situacions imprecises on aplicar les seves contribucions i els seus coneixements i metodologia de treball per realitzar una síntesi d’idees noves i complexes que produeixin un coneixement més profund del context investigador en què es treballi.
d) Haver desenvolupat l’autonomia suficient per iniciar, gestionar i liderar equips i projectes de recerca innovadors i col·laboracions científiques, nacionals o internacionals, dins el seu àmbit temàtic, en contextos multidisciplinaris i, quan calgui, amb un alt component de transferència de coneixement.
e) Haver mostrat que són capaços de desenvolupar la seva activitat de recerca amb responsabilitat social i integritat científica.
f) Haver justificat que són capaços de participar en les discussions científiques que es desenvolupen a nivell internacional en el seu àmbit de coneixement i de divulgar els resultats de la seva activitat de recerca a tot tipus de públics.
g) Haver demostrat dins el seu context científic específic que són capaços de realitzar avenços en aspectes culturals, socials o tecnològics, així com de fomentar la innovació en tots els àmbits en una societat basada en el coneixement.

Nombre de places

40

Durada dels estudis i règim de dedicació

Durada
La durada dels estudis de doctorat a temps complet és d'un màxim de tres anys, a comptar des de l'admissió del doctorand o doctoranda al programa fins a la presentació de la tesi doctoral. La comissió acadèmica del programa de doctorat pot autoritzar que es duguin a terme els estudis de doctorat a temps parcial. En aquest cas, els estudis tenen una duració màxima de cinc anys des de l'admissió al programa fins a la presentació de la tesi doctoral. A l'efecte del còmput d'aquests terminis, el moment d'admissió es considera que és la primera matrícula de tutoria i el de presentació, el moment en què l'Escola de Doctorat formalitza el dipòsit de la tesi doctoral.

La duració mínima del doctorat és de dos anys, a comptar des de l'admissió del doctorand o doctoranda al programa fins al dipòsit de la tesi doctoral per als doctorands i doctorandes a temps complet, i de quatre anys per als doctorands i doctorandes a temps parcial. Es pot sol·licitar l'exempció d'aquest termini a la comissió acadèmica del programa de doctorat, amb l'autorització del director o directora i del tutor acadèmic o tutora acadèmica de la tesi, sempre que hi concorrin motius justificats.

A l'efecte del còmput dels períodes anteriors, no es tenen en compte les baixes per malaltia, embaràs o qualsevol altra causa prevista per la normativa vigent. L'estudiant que es trobi en qualsevol de les situacions especificades ha de comunicar-ho a la comissió acadèmica del programa de doctorat, la qual n'ha d'informar, si escau, l'Escola de Doctorat. El doctorand o doctoranda pot sol·licitar la baixa temporal del programa per a un període màxim d'un any, ampliable fins a un any més. La sol·licitud, justificada, s'ha d'adreçar a la comissió acadèmica del programa de doctorat, que ha de resoldre si es concedeix la baixa temporal sol·licitada. Cada programa ha d'establir les condicions de readmissió al doctorat.

Pròrroga dels estudis
En el cas dels estudis a temps complet, si una vegada transcorregut el termini de tres anys no s'ha presentat la sol·licitud de dipòsit de la tesi doctoral, la comissió acadèmica del programa pot autoritzar una pròrroga d'aquest termini d'un any més en les condicions que s'hagin establert en el programa. En el cas dels estudis a temps parcial, es pot autoritzar una pròrroga de dos anys més. Tant en el cas dels estudis a temps complet com en el dels estudis a temps parcial, excepcionalment i mitjançant la sol·licitud motivada de la comissió acadèmica del programa de doctorat, la Comissió Permanent de l'Escola de Doctorat pot ampliar la pròrroga un altre any addicional.

Baixa del programa de doctorat
Són motiu de baixa d'un programa de doctorat:

• La sol·licitud motivada del doctorand o doctoranda de la baixa del programa.
• L'exhauriment del termini màxim de permanència i de les pròrrogues corresponents que s'hagin autoritzat.
• No haver formalitzat la matrícula anual en cada curs (excepte que s'hagi autoritzat una baixa temporal).
• Obtenir dues avaluacions consecutives no satisfactòries.
• Tenir expedients disciplinaris amb una resolució de desvinculació de la UPC.

La baixa del programa implica que el doctorand o doctoranda no hi pot continuar i el tancament de l‘expedient acadèmic. No obstant això, pot sol·licitar la readmissió a la comissió acadèmica del programa, que, d'acord amb els criteris establerts a la normativa, n'ha de tornar a valorar l'accés.

Organització

• Masip Bruin, Xavier

• Ayguade Parra, Eduard
• Barcelo Ordinas, Jose Maria
• Masip Bruin, Xavier

• Departament d'Arquitectura de Computadors (PROMOTORA)

Unitat de Doctorat - UTGCNTIC. C. Jordi Girona, 1-3. Edifici B4-003 (Campus Nord)
Tel.: 934.054.198
Correu electrònic: doctorat.ac@upc.edu

Convenis amb altres institucions

BSC (Barcelona Supercomputing Center)

Perfil d'acces

Requisits d'accés

Per accedir a un programa oficial de doctorat cal tenir els títols oficials espanyols de grau, o equivalent, i de màster universitari, o equivalent, sempre que s'hagin superat, com a mínim, 300 crèdits ECTS en el conjunt d'aquests dos ensenyaments. (Reial decret 43/2015, de 2 de febrer)

Així mateix, hi poden accedir aquelles persones que es troben en algun d'aquests altres supòsits:

• Tenir un títol universitari oficial espanyol o d'un altre país integrant de l'EEES que habiliti per a l'accés a estudis de màster, d'acord amb el que estableix l'article 16 del Reial decret 1393/2007, de 29 d'octubre, pel qual s'estableix l'ordenació dels ensenyaments universitaris oficials, i haver superat un mínim de 300 crèdits ECTS en el conjunt d'estudis universitaris oficials, dels quals com a mínim 60 han de ser d'estudis de màster.
• Tenir un títol oficial espanyol de graduat o graduada, la durada del qual, d'acord amb les normes de dret comunitari, sigui, com a mínim, de 300 crèdits ECTS. Aquestes persones han de cursar amb caràcter obligatori els complements de formació, llevat que el pla d'estudis del títol de grau corresponent inclogui crèdits de formació en recerca equivalents quant a valor formatiu als crèdits en recerca procedents d'estudis de màster.
• Tenir un títol universitari i, amb l'obtenció prèvia d'una plaça en formació en la prova d'accés corresponent a places de formació sanitària especialitzada, haver superat amb una avaluació positiva com a mínim dos anys de formació d'un programa per a l'obtenció del títol oficial d'alguna de les especialitats en ciències de la salut.
• Haver obtingut un títol de sistemes educatius estrangers, sense que en sigui necessària l'homologació, amb la comprovació prèvia de la UPC que aquest acredita un nivell de formació equivalent a la del títol oficial espanyol de màster universitari i que faculta al país expedidor del títol per a l'accés a estudis de doctorat. Aquesta admissió no implica, en cap cas, l'homologació del títol previ que té la persona interessada ni el seu reconeixement a cap altre efecte que el de l'accés a ensenyaments de doctorat.
• Tenir un altre títol espanyol de doctor o doctora obtingut d'acord amb ordenacions universitàries anteriors.

Nota 1: Normativa d'accés als estudis de doctorat per a les persones titulades de llicenciatura, enginyeria o arquitectura conforme al sistema anterior a l'entrada en vigor de l'EEES (CG 47/02 2014)

Nota 2: Acord núm. 64/2014 del Consell de Govern pel qual s'aprova el procediment i els criteris de valoració dels requisits acadèmics d'admissió al doctorat amb estudis estrangers no homologats (CG 25/03 2014)

Criteris d'admissió i valoració de mèrits

Així, per tal de garantir el perfil adequat dels candidats en el procés d’admissió en un entorn acadèmic altament heterogeni, el programa ha modificat el seu procediment intern d’admissió i estableix de forma general els requisits per a l’admissió dividits en dos apartats, formal i conceptual, el primer dels quals exclou del segon.

Anàlisi formal (AF):

Consisteix en la presentació dels requisits establerts en la regulació administrativa del programa per a qualsevol estudiant que sol·liciti l’admissió. Se centren a disposar del nivell d’estudis necessari, així com en la comptabilització dels crèdits requerits. El no compliment d’aquest apartat és motiu directe de no admissió en el programa.

Anàlisi conceptual (AC):

S’inclouen els aspectes relacionats amb el grau de coneixement del candidat i les seves capacitats, així com el potencial interès per part d’un grup de recerca en el treball a realitzar. Els requisits en aquest apartat són els següents:

• TU: Títol en enginyeria afí a la temàtica del programa, especialment en informàtica o telecomunicacions. No obstant això, el programa admet també en casos excepcionals perfils en altres àrees, com ara Llicenciatura en Matemàtiques i Màster en Computer Science.

• GD: Disposar d’un grup de recerca vinculat al programa, així com d’un director/tutor o directora/tutora per a realitzar la tesi doctoral.

• BA: Experiència o coneixement explícit en l’àrea, per exemple, sobre la base de la realització d’un treball de fi de màster en l’àrea temàtica, realització de col·laboracions en algun grup en l’àrea de treball, etc.

• IN: Amplis coneixements d’anglès, certificat amb proves globalment admeses (TOEFL, etc.)

• FI: Possible finançament de l’estudiant, sigui en origen o per part del grup en el qual es realitzaria el treball de tesi.

Com a resultat, l’admissió es considerarà sobre la base del resultat de l’expressió següent:
admissió: AF*(0,1TI+0,4GD+0,1BA+0,2IN+0,2FI).

Complements formatius

Per tal de garantir que els estudiants admesos al programa disposen dels coneixements necessaris per garantir en major mesura el seu correcte desenvolupament, la Comissió Acadèmica del Programa de Doctorat pot exigir, en funció del perfil d’ingrés dels doctorands, que hagin de superar complements de formació específics. En aquest cas, la mateixa Comissió farà un seguiment dels complements cursats i establirà els criteris convenients per limitar-ne la durada. Els complements poden ser de formació investigadora o de formació transversal, però mai podrà exigir-se als doctorands la matrícula d’una quantitat igual o superior a 60 ECTS. Tenint en compte el Document d’Activitats del Doctorand, la Comissió podrà proposar mesures complementàries a les que estableix aquesta normativa que condueixin a la desvinculació dels doctorands que no assoleixin els criteris establerts.

Així doncs, el programa de doctorat pot requerir als candidats a la realització de certs complements de formació per adequar en la major mesura possible el seu perfil als requeriments quant a coneixements necessaris per realitzar amb normalitat els estudis de doctorat. La quantitat de complements de formació a realitzar dependrà de la formació presentada pels estudiants i pot requerir la realització de 18 o 30 ECTS addicionals, sobre la base dels aspectes següents: 

• Els crèdits de formació es correspondran amb 3 o 5 assignatures de nivell de màster, seleccionades de cursos de màsters enllaçats amb el Programa de Doctorat. 

• La decisió del volum de crèdits a cursar serà presa per la Comissió Acadèmica del PD d’acord amb el perfil dels candidats mostrat per les assignatures cursades en en seu títol d’ingrés al Doctorat, i per tant davant la detecció de possibles llacunes de coneixement. Aquesta decisió no s’estima en uns paràmetres absoluts, atès que la casuística és molt àmplia, perquè comprèn no tan sols el nom de les assignatures, sinó també les hores cursades per assignatura, els continguts temàtics d’aquestes i fins i tot una referència de la universitat d’origen. Per això es fa una anàlisi dels temaris de les assignatures amb especial detall en els temps assignats en els temaris. 

• La selecció de les assignatures concretes a cursar serà presa de manera consensuada per la Comissió Acadèmica del PD juntament amb el tutor o la tutora de l’estudiant, d’acord amb dos principis bàsics: i) Incrementar el coneixement dels candidats en àrees en les quals es detecti una manca de coneixement. ii) Incrementar el coneixement en l’àrea en la qual els estudiants hagin de desenvolupar la seva tesi doctoral.

Període de matrícula dels nous doctorands

La primera matrícula al programa de doctorat s’haurà de realitzar dins del termini especificat en la resolució d’admissió.
Excepte que s’indiqui expressament el contrari, les matrícules corresponents a les resolucions d’admissió emeses amb posterioritat a la segona quinzena d’abril hauran de ser realitzades dins del període ordinari de matrícula de l’any acadèmic en curs. 

Més informació a la secció de matrícula per a nous doctorands

Període de matrícula

Període ordinari de matrícula (segones matrícules i successives): S’hauran de realitzar durant la primera quinzena d’octubre.

Més informació a la secció general de matrícula

Procediment per l'elaboració i defensa del pla de recerca

El doctorand o doctoranda ha d'elaborar un pla de recerca, abans de finalitzar el primer any, que s'inclourà en el document d'activitats del doctorand o doctoranda. Aquest pla, que podrà ser millorat durant els estudis de doctorat, ha de ser avalat pel tutor o tutora i pel director o directora, i ha d'incloure la metodologia que s'utilitzarà, així com els objectius que es vulguin aconseguir amb la investigació.

Com a mínim una de les avaluacions anuals ha de preveure una exposició i defensa pública del pla de recerca i de l'estat del treball realitzat davant un tribunal compost per tres doctors o doctores, d'acord amb el que determini cada comissió acadèmica. Aquest tribunal emet una acta amb la qualificació de satisfactori o no satisfactori. L'avaluació positiva del pla de recerca és un requisit indispensable per continuar en el programa de doctorat. Si l'avaluació és no satisfactòria, el doctorand o doctoranda disposa d'un termini de sis mesos per elaborar i presentar un nou pla de recerca, que avalua la comissió acadèmica del programa de doctorat.

Aquesta mateixa comissió s'encarrega d'avaluar anualment el pla de recerca, així com la resta d'evidències incloses en el document d'activitats del doctorand o doctoranda. Dues avaluacions consecutives no satisfactòries del pla de recerca comporten la baixa definitiva del programa.

En cas que el doctorand o doctoranda canviï de tema de tesi, haurà de presentar un nou pla de recerca.

Activitats formatives del programa

De forma general, es consideren molt importants per a la formació i seguiment de l’estudiant les hores de tutoria. Es fa una estimació d’assignació real de tutories a partir dels elements següents:

Nom de l’activitat: Tutoria.

Hores: 2 / setmana × 48 setmanes lectives × 3 anys = 288 hores. 

Caràcter: obligatòria.

En aquestes hores de tutoria els estudiants tindran sessions setmanals de discussió i guia amb el seu tutor o tutora, que els pot canalitzar el treball realitzat, sobre la base tant dels resultats obtinguts com de les previsions realitzades, en la manera que millor s’adeqüi als objectius esperats en la tesi. El tutor o la tutora pot, a més, en aquests moments, discutir amb els estudiants els possibles grups de recerca que estiguin treballant en una àrea comuna i puguin estar interessats a interactuar amb el treball a realitzar pels estudiants o als quals sigui interessant posar-se en contacte per col·laborar. Aquestes tutories inclouen també reunions internes amb altres membres del grup de recerca per tractar aspectes comuns d’investigació.

Aquesta activitat es farà durant tot el temps requerit pels estudiants per realitzar la seva tesi doctoral, que s’estima en tres anys.

Procediment d'assignació de tutor i director de tesi

La comissió acadèmica del programa assigna un director o directora de tesi a cada doctorand o doctoranda en el moment de l'admissió o en la primera matrícula, atès el compromís de direcció de la resolució d'admissió al programa.

El director o directora de tesi és la persona responsable de la coherència i idoneïtat de les activitats de formació, de l'impacte i la novetat en el seu camp de la temàtica de la tesi doctoral i de la guia en la planificació i la seva adequació, si n'hi ha, a la d'altres projectes i activitats on s'inscrigui el doctorand o doctoranda. Amb caràcter general, el director o directora de la tesi és un professor o professora o un investigador o investigadora membre de la Universitat Politècnica de Catalunya amb el títol de doctor o doctora i experiència investigadora acreditada. Aquest concepte inclou el personal doctor de les entitats vinculades, segons la decisió del Consell de Govern, i d'instituts de recerca adscrits a la UPC, d'acord amb els convenis de col·laboració i d'adscripció corresponents. Quan el director o directora és personal de la UPC també actua com a tutor o tutora.

Els doctors o doctores a qui, per raó de la seva relació contractual o l'entitat d'adscripció, no els són aplicables els conceptes anteriors, han de rebre un informe positiu de la Comissió Permanent de l'Escola de Doctorat de la UPC per poder formar part del programa de doctorat com a investigador o investigadora amb recerca acreditada.

La comissió acadèmica del programa de doctorat pot aprovar la designació d'un doctor o doctora expert que no pertanyi a la UPC com a director o directora. En aquest cas, cal l'autorització prèvia de la Comissió Permanent de l'Escola de Doctorat de la UPC, així com la proposta d'un doctor o doctora amb experiència investigadora acreditada de la UPC, que actua com a codirector o codirectora o, si no n'hi ha, com a tutor o tutora.

El director o directora de tesi pot renunciar a la direcció de la tesi doctoral, sempre que hi concorrin raons justificades apreciades per la comissió. En aquest cas, la comissió acadèmica del programa de doctorat ha d'assignar al doctorand o doctoranda un nou director o directora.

La comissió acadèmica del programa de doctorat, una vegada ha escoltat el doctorand o doctoranda, pot modificar el nomenament del director o directora de tesi en qualsevol moment del període de realització del doctorat, sempre que hi concorrin raons justificades.

Si hi ha motius acadèmics que ho justifiquen (interdisciplinarietat temàtica, programes conjunts o internacionals, etc.) i la comissió acadèmica del programa ho acorda, es pot assignar un codirector o codirectora de tesi addicional. El director o directora i el codirector o codirectora tenen les mateixes competències i el mateix reconeixement acadèmic.

El nombre màxim de supervisors que pot tenir una tesi doctoral és de dos: un director o directora i un codirector o codirectora.

Per a tesis en règim de cotutela i de doctorat industrial, si és necessari i ho estableix el conveni, es pot acordar no aplicar-hi aquest màxim. No obstant això, el nombre màxim de directors o directores que poden pertànyer a la UPC és de dos.

Més informació a la secció de tesis doctorals

Permanència

En el cas dels estudis a temps complet, si un cop transcorregut el termini de tres anys no s'ha presentat la sol·licitud de dipòsit de la tesi doctoral, la comissió acadèmica del programa pot autoritzar una pròrroga d'aquest termini d'un any més en les condicions que la Normativa acadèmica dels estudis de doctorat de la Universitat Politècnica de Catalunya hagi establert en el programa. En el cas dels estudis a temps parcial, es pot autoritzar una pròrroga de dos anys més. Tant en el cas dels estudis a temps complet com en el dels estudis a temps parcial, excepcionalment, i a sol·licitud motivada de la comissió acadèmica del programa de doctorat, la Comissió Permanent de l'Escola de Doctorat pot ampliar la pròrroga un altre any addicional.

Són motiu de baixa d'un programa de doctorat:

• La sol·licitud motivada del doctorand o doctoranda de la baixa del programa.
• L'exhauriment del termini màxim de permanència i de les pròrrogues corresponents que s'hagin autoritzat.
• No haver formalitzat la matrícula anual en cada curs (llevat que s'hagi autoritzat una baixa temporal).
• Obtenir dues avaluacions consecutives no satisfactòries.
• Tenir expedients disciplinaris amb una resolució de desvinculació de la UPC.

La baixa del programa implica que el doctorand o doctoranda no hi pot continuar i el tancament de l'expedient acadèmic. No obstant això, pot sol·licitar la readmissió a la comissió acadèmica del programa, que, d'acord amb els criteris establerts a la normativa, n'ha de tornar a valorar l'accés.

Menció Internacional

El títol de doctor o doctora pot incloure la menció internacional. En aquest cas, el doctorand o doctoranda haurà de complir els requisits següents:

a) Al llarg de l'etapa formativa necessària per obtenir el títol de doctor o doctora, el doctorand o doctoranda ha d'haver fet una estada mínima de tres mesos en una institució d'ensenyament superior o centre de recerca de prestigi fora d'Espanya, per cursar-hi estudis o fer-hi treballs de recerca. L'estada i les activitats han d'estar avalades pel director o directora i han d'estar autoritzades per la comissió acadèmica del programa, i cal acreditar-les amb el certificat corresponent expedit per la persona responsable del grup de recerca de l'organisme o els organismes on s'ha realitzat. Aquesta informació s'incorpora al document d'activitats.
b) Una part de la tesi, com a mínim el resum i les conclusions, s'ha d'haver redactat i presentat en una de les llengües habituals per a la comunicació científica en el seu camp de coneixement i diferent de les que són oficials a Espanya. Aquesta norma no s'aplica si l'estada, els informes i els experts provenen d'un país de parla hispana.
c) La tesi ha de tenir l'informe previ, acreditat oficialment, d'un mínim de dos doctors o doctores experts que pertanyin a alguna institució d'ensenyament superior o centre de recerca no espanyol.
d) Com a mínim un doctor o doctora expert, pertanyent a una institució d'ensenyament superior o de recerca no espanyol i que no sigui la persona responsable de l'estada (apartat a), ha d'haver format part del tribunal d'avaluació de la tesi.
e) La defensa de la tesi s'ha d'haver fet a les instal·lacions de la UPC o, en el cas de programes conjunts, al lloc que s'especifica en el conveni de col·laboració.

Llistat de tesis autoritzades per a defensa

• VIEIRA ZACARIAS, FELIPPE: Job scheduling for disaggregated memory in high performance computing systems
  
  Autor/a: VIEIRA ZACARIAS, FELIPPE
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 20/07/2023
  Data de lectura: 09/10/2023
  Hora de lectura: 14:00
  Lloc de lectura: Sala E101 - Edifici C6 de la Facultat d'Informàtica de Barcelona
  Director/a de tesi: CARPENTER, PAUL MATTHEW | PETRUCCI, VINICIUS
  Tribunal:
       PRESIDENT: PINTO, CHRISTIAN
       SECRETARI: CORBALAN GONZALEZ, JULITA
       VOCAL: DOUDALI, THALEIA DIMITRA
  Resum de tesi: En un cluster HPC. un nodo es la unidad elemental de esta arquitectura. Como la memoria y computaci6n estan estrechamente acoplados los lfmites rigidos entre nodes limitan la utilizaci6n de los recurses. El problema se agrava debido a que las aplicaciones de HPC tienen requerimientos de memoria muy variables. De hecho, normalmente se deja inactive entre un 25% y un 76% de la capacidad total de memoria del sistema. La memoria desagregada propone una forma de mejorar la utilizaci6n de la memoria, ya que la convierte en un conjunto que puede componerse dinamicamente. Permite una asignaci6n de capacidad de memoria de granularidad fina a los trabajos, manteniendo a la vez la rentabilidad y escalabilidad de una arquitectura de cluster. Un componente clave para la distribuci6n de recurses en un cluster es el RJMS o simplemente gestor de recurses. Su objetivo es satisfacer las demandas de los usuarios y lograr un rendirniento aceptable en la utilizaci6n general del sistema, mediante una asignaci6n eficiente de los recurses. Aunque se han llevado a cabo varias investigaciones sobre RJMS, la memoria desagregada aun esta en desarrollo. En esta tesis, proponemos una infraestructura eficiente de memoria desagregada para un gestor de recurses de cluster y evaluamos su rendimiento a gran escala mediante una melodologia experimental simulada y estructurada que utiliza un modelo de contenci6n que simula el impacto de los recurses compartidos en escenarios desagregados. Compartir interfaces de memoria en una infraestructura desagregada puede generar una perdida de rendimiento con acceso concurrente a la rnemoria. Comenzamos nuestro estudio presentando una metodologia sistematica para construir un modelo de contenci6n. Experimentaci6n extensiva en maquinas reales y los resultados de las cargas de trabajo han demostrado que nuestro modelo de contenci6n predice una degradaci6n del rendimiento con un error promedio de 1.19% y un error maximo de 14.6%. En comparaci6n con el estado del arte, las mejoras relativas son casi del 24% en promedio y del 33% en el peer de los casos. A continuaci6n, argumentarnos que es posible aumentar el rendimiento y la utilizaci6n del cluster utilizando la memoria desagregada en un gestor de recurses. Mostramos que dependiendo del nivel de desequilibrio entre el sistema y las demandas de memoria de los lrabajos, la desagregaci6n de la memoria permite ahorrar recurses de hasta un 33% en comparaci6n con el estado del arte. Ademas, en promedio, puede aumentar la utilizaci6n de la memoria en un factor de 1.6, mientras se utiliza casi el 90% de la CPU. En nuestro estudlo, tambien investigamos cuan crucial son las demandas de memoria para maximizar el rendimiento def sistema y minimizar el liempo de respuesta de los trabajos. Analizamos en que medida los usuarios tendrian un incentive natural para seren precises. Demostramos que incluso cuando hay un gran impaclo en el rendimiento del sistema (-25%} yen el tiempo de respuesta (5 veces mayor}, hay muy poco incentive directo para que los usuarios sean precises en sus estimaciones, con solo un aumento del 8% en el tiempo de respuesta. Ademas, dernostramos que aprovechar el desequilibrio temporal y espacial de la memoria entre los trabajos proporciona mejoras de hasta un 18% en el rendimiento, un 38% en el rendimiento por d61ar y hasta un 69% de reducci6n en el tiempo de respuesta def trabajo (mediana), cuando existe un uso de memoria desequilibrado y demandas sobreeslimadas en sistemas subabastecidos. En general, creemos que nuestro estudio proporciona informaci6n valiosa sobre la importancia de la exptoraci6n del espacio de diseno para los sisternas HPC con memoria desagregada. Demostramos que al comprender los cambios arquitect6nicos disruptivos en los sistemas futures y las demandas de las cargas de trabajo, la provision del sistema se puede disenar cuidadosamente para lograr el mejor costo-beneficio.
  

Darrera actualització: 23/09/2023 04:45:29.

Llistat de tesis en dipòsit

• REGGIANI, ENRICO: Efficient hardware acceleration of deep neural networks via arithmetic complexity reduction
  
  Autor/a: REGGIANI, ENRICO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 20/09/2023
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CRISTAL KESTELMAN, ADRIAN | OLIVIERI, MAURO
  Tribunal:
       PRESIDENT: FELBER, PASCAL
       SECRETARI: CANAL CORRETGER, RAMON
       VOCAL: YALCIN, GULAY
  Resum de tesi: Durante la última década, avances significativos en el campo de la inteligencia artificial han llevado a notables mejoras en una amplia gama de tecnologías. El deep learning, un subcampo del machine learning centrado en las deep neural networks (DNN), ha desempeñado un papel fundamental en impulsar estos logros. De hecho, las DNN han demostrado niveles de precisión sin precedentes en tareas como el reconocimiento de imágenes, el reconocimiento de voz y el procesamiento del lenguaje natural (NLP). Sin embargo, la alta demanda computacional asociada a los modelos de DNN actuales limita su aplicabilidad en diferentes plataformas y aplicaciones.Específicamente, el constante aumento en el número de parámetros y operaciones requeridas para las computaciones de DNN, y la creciente complejidad de sus topologías y layers, plantean obstáculos para una amplia gama de sistemas informáticos, desde pequeñas CPU hasta aceleradores HPC.En esta tesis, exploramos varias direcciones de investigación destinadas a optimizar las computaciones de DNN en arquitecturas de hardware modernas.Primero, investigamos una técnica matemática llamada binary segmentation, estudiando su aplicabilidad para reducir la complejidad aritmética de operaciones de álgebra lineal que involucran narrow-integers CPUs. Además, proponemos una nueva microarquitectura de hardware llamada Bison-e que acelera algoritmos de álgebra lineal utilizando binary segmentation. Demostramos que Bison-e logra mejoras de hasta 5.6×, 13.9× y 24× en la computación de DNN relevantes utilizando tamaños de datos de 8, 4 y 2 bits, respectivamente. Además, mostramos que Bison-e mejora la eficiencia energética en un 5× para tareas de string-matching en comparación con una unidad de procesamiento vectorial (VPU) basada en RISC-V. Integrar Bison-e en un SoC completo basado en RISC-V muestra que solo representa un 0.07% de sobrecarga de área en comparación con la arquitectura base.Luego, proponemos Mix-GEMM, una arquitectura co-diseñada de hardware y software que acelera DNN cuantizados, admitiendo tamaños de datos arbitrarios que van desde 8 bits hasta 2 bits, incluyendo cálculos de precisión mixta. En el lado del software, introducimos una libreria que aprovecha las instrucciones personalizadas de RISC-V para permitir una multiplicación de matrices de alto rendimiento. En el lado del hardware, Mix-GEMM aprovecha de Bison-e para realizar cálculos SIMD entre narrow-integers, con un rendimiento que escala a medida que disminuyen los tamaños de datos computacionales. Nuestra evaluación experimental demuestra que un SoC basado en RISC-V que incorpora Mix-GEMM logra hasta 1.3 TOPS/W en eficiencia energética y hasta 13.6 GOPS por core en rendimiento, superando el rendimiento del marco OpenBLAS en un procesador comercial basado en RISC-V en un factor que oscila entre 5.3× y 15.1×.Además, la síntesis y el PnR del SoC mejorado en tecnología de 22 nm FDX muestran que Mix-GEMM representa solo un 1% del área total del SoC.Finalmente, exploramos una nueva microarquitectura de hardware llamada Flex-SFU, que acelera las activation functions de DNN complejas. Flex-SFU amplía el conjunto de unidades funcionales dentro de las unidades de procesamiento de deep learning, que se utilizan como coprocesadores de propósito general junto con las unidades principales de multiplicación de matrices de aceleradores de DNN dirigidos a HPC. Flex-SFU aprovecha la interpolación no uniforme y admite múltiples formatos de datos. Gracias a estas características, Flex-SFU logra una mejora promedio del 22.3× en el error cuadrático medio en comparación con enfoques anteriores de interpolación lineal. Evaluamos Flex-SFU utilizando más de 600 modelos de computer vision y NLP, demostrando una mejora promedio de rendimiento end-to-end del 35.7% en comparación con el acelerador de hardware AI de referencia, con solo un 5.9% de sobrecarga de área y un 0.8% de sobrecarga de potenci
  

Darrera actualització: 23/09/2023 04:30:25.

Llistat de tesis defensades per any

• AHMADIAN, SEYED MORTEZA: Artificial intelligence solutions for quantum communications
  
  Autor/a: AHMADIAN, SEYED MORTEZA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 16/06/2023
  Director/a de tesi: VELASCO ESTEBAN, LUIS DOMINGO | RUIZ RAMÍREZ, MARC
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: APARICIO PARDO, RAMÓN
       SECRETARI: JUNYENT GIRALT, GABRIEL
       VOCAL: NADIMI GOKI, PANTEA
  Resum de tesi: Esta tesis de doctorado se centra en la aplicación de modelos de inteligencia artificial (IA) al protocolo de distribución de clave cuántica con variable discreta (DV-QKD).El primer objetivo se centra en proporcionar un método de compensación de cambios de estado de polarización (SOP) basado en IA que suceden al transmitir fotones discretos a través de un canal cuántico. Para lograr este objetivo, debemos abordar dos subobjetivos específicos. En primer lugar, el seguimiento del SOP basado en IA está diseñado paracompensar la deriva de polarización en los canales cuánticos. La trayectoria del SOP se predice con anticipación bajo diferentes eventos ambientales que causan la distorsión del SOP. Aquí, usamos el procedimiento de reconocimiento de SOP en el receptor cuántico y evaluamos diferentes métodos de interpolación para planificar una rotación compensatoria. Por otro lado, se ha propuesto un gestor de rotación basado en una heurística adaptada al protocolo BB84 para minimizar el número de rotaciones aplicadas a los fotones recibidos para evitar la reducción en la tasa de generación claves.El segundo objetivo se centra en comprobar la viabilidad del m étodo propuesto para la compensación de polarización en sistemas DV-QKD. Aquí, los problemas son principalmente: a) los requisitos estrictos para los transmisores y receptores cuánticos y, b) la necesidad de seleccionar cuidadosamente las fibras que soportan el canal cu ántico para minimizar los efectos ambientales que podrían cambiar drásticamente el SOP de los fotones. Para alcanzar este objetivo, se han realizado pruebas experimentales sobre un sistema QKD codificado por polarización. Además, se necesitan módulossoftware para que un sistema QKD inteligente compense los componentes ópticos no calibrados. Finalmente, se evalúan y analizan los resultados experimentales y las mediciones, incluida la validación del banco de pruebas, el ajuste fino y laresolución de problemas.El objetivo final apunta al desarrollo de un Gemelo Digital (Digital Twin, DT) que pueda abordar las deficiencias del sistema DV-QKD, que no se pueden lograr mediante el uso de sistemas basados en IA desarrolaldos comp parte del primer objetivo. Para lograr este objetivo, debemos abordar dos subobjetivos específicos. Por un lado, la mejora de lacompensación SOP basada en IA utilizando el DT. Específicamente, el DT ayuda a seleccionar, entre diferentes modelos de IA, cuál debe usarse en el receptor para tomar las acciones adecuadas contra los diferentes eventos ambientales detectados. Por otro lado, el DT tiene como objetivo discernir entre acciones de escucha y de los eventos ambientales en el canal cuántico, ya que ambos aumentan la tasa de error de bits cuánticos (qBER).
  

• ALCAIDE PORTET, SERGI: Hardware/software solutions to enable the use of high-performance processors in the most stringent safety-critical systems
  
  Autor/a: ALCAIDE PORTET, SERGI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 19/07/2023
  Director/a de tesi: KOSMIDIS, LEONIDAS | ABELLA FERRER, JAIME
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: ITURBE LILI, XABIER
       SECRETARI: CANAL CORRETGER, RAMON
       VOCAL: RECH, PAOLO
  Resum de tesi: Els futurs sistemes de fiabilitat critica necessitaran un increment en el rendiment garantit per tal de salisfer l'elevada demanda de computaci6 del complex programari que actualment es l'estat de l'art. Una estrategia per aconseguir aquest rendiment es utilitzar components del camp de la computaci6 d'altes prestacions (HPC), ja que poden aportar mes poder de computaci6 que els actuals components de fiabilitat critica. Tanmateix, el suport de fiabilitat que tenen aquests HPC components no es el mateix que tenen els components de fiabilitat crilica, i l'us dels components HPC pot amenar;:ar la seguretat funcional de tot el sistema, especialment si algunes de les funcionalitats d'alta criticalitat poden ser totalment executades en algun d'aquests components (perexemple, xarxes neuronals dins d'una unitatde computaci6 grafica (GPU)). Basant-se en els requisits de fiabilitat de les aplicacions que requereixen una gran potencia de computaci6, com les d'operaci6 aut6noma, aquests components d'altes prestacions han de complir els maxims nivells de fiabilitat i per tan incloure mecanismes que aportin aquesta fiabilitat. L'objectiu general d'aquesta tesi es presentar tecniques per aconseguir aquests nivells en component d'altes prestacions. En concret, fem enfasis en unitats de computaci6 grafiques i sistemes multinucli. Les tecniques presentades tenen la intenci6 de proveir una execuci6 redundant i diversa, la qual es necessita per evitar les fallades de causa comuna (CCF), que s6n el tipus de fallades de les quals no poden ser protegides utilitzant metodes de fiabilitat (com simple redundancia) i que tenen un unic punt de fallada (una fallada que afecti les dues instancies redundants identicament). Aquestes solucions s6n comparables a l'execuci6 en lockstep (pas de bloqueig) emprada en sistemes de fiabilitat critica.El primer grup de contribucions d'aquesta tesis es bas en a habilitar una execuci6 redundant i diversa en una sola unitat de computaci6 grafica. Proposem per aix6, dues solucions diferents: (1) una minima modificaci6 en el maquinari que afecta el planificador intern de la unitat de com putaci6 grafica i (2) una soluci6 purament de programari que requereix coneixement dels recursos interns de la unitat de computaci6 grafica. En aquestes contribucions, tambe analitzem la desincronitzaci6 creat a causa de la interacci6 inherent de la dupla CPU-GPU.Finalment, l'ultima contribuci6 se centra en els sistemes multinucli. De manera similar ales contribucions previes, l'emfasi d'aquesta contribuci6 es basa en habilitar una execuci6 redundant i divers a per6 aquesta vegada en sistemes multinucli. Executar una tasca de forma redundant en dos nuclis es relativam ent simpie emprant models de program aci6 moderns com OpenMP o OpenMPI. El gran repte es tracta en ulilitzar els limitats canals d'observaci6 i de controlament interns per mantenir i garanlir que la diversitat temporal d'aquestes dues execucions redundants es mante, de manera similar a la tecnica de lockstep. Cal mencionar que el lockstep es una tecnica molt costosa ja que "segresta" la meitat dels nuclis que es tornen invisibles de cara a l'usuari i que resten inactius en aplicacions no critiques. En canvi amb una soluci6 flexible i purament de programari existis per a sistemes multinucli generics, tots els nuclis podrien ser utilitzats per les aplicacions no critiques quan no fossin necessitats per les aplicacions critiques, per tant millorant la utilitzaci6 d'aquests recursos. Per tal d'assolir aquest objectiu, aquesta tesi proposa una soluci6 purament de programari que te uns requisits minims que assoleixen la majoria dels sistemes multinucli del mercat.
  

• ALMASAN PUSCAS, FELICIAN PAUL: Leveraging graph neural networks for optimization and traffic compression in network digital twins
  
  Autor/a: ALMASAN PUSCAS, FELICIAN PAUL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 17/07/2023
  Director/a de tesi: CABELLOS APARICIO, ALBERTO | BARLET ROS, PERE
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: CASAS HERNANDEZ, PEDRO
       SECRETARI: MANGUES BAFALLUY, JOSEP
       VOCAL: LEONTIADIS, ILIAS
  Resum de tesi: En els últims anys, diversos sectors industrials han adaptat el paradigma del "Digital Twin" (DT) per millorar el rendiment dels sistemes físics. Aquest paradigma consisteix en aprofitar mètodes computacionals per construir representacions virtuals d'alta fidelitat d'un sistema o entitat física. La rèplica virtual simula o modela amb precisió el comportament del sistema físic sense alterar el seu comportament en el món real. Des de la seva creació, el DT ha suscitat l'interès tant de l'acadèmia com de la indústria, el que es pot observar pel creixent nombre de publicacions, processos, estàndards i conceptes.La comunitat de xarxes ha adaptat el paradigma del DT amb l'objectiu d'aconseguir un control i una gestió eficients en les xarxes de comunicació modernes. En aquest context, el "Network Digital Twin" (NDT) és un concepte renovat de les eines de modelatge de xarxes clàssiques que té com a objectiu construir models de xarxes precisos basats en dades. Els NDT es poden aplicar a moltes aplicacions fonamentals de xarxes. Per exemple, els NDT permeten als operadors de xarxes dissenyar noves solucions d'optimització de xarxes, realitzar resolució de problemes, anàlisi de supòsits o planificar actualitzacions de xarxa tenint en compte el creixement esperat dels usuaris de la xarxa. A més, els processos esmentats es poden dur a terme en temps real sense posar en perill la xarxa física.Aquesta dissertació té com a objectiu desenvolupar nous mecanismes d'optimització en temps real eficients aprofitant els NDTs. Les tècniques d'optimització de xarxa existents es poden dividir en solucions basades en optimitzadors, solucions basades en heurístiques i solucions basades en aprenentatge automàtic (ML). Les solucions basades en optimitzadors són intensives computacionalment i pateixen problemes d'escalabilitat, on el temps d'optimització i la mida de la instància del problema escalen a diferents velocitats. Els mètodes basats en heurístiques són solucions dissenyades per experts humans, un procés molt costós que aconsegueix baixos nivells de rendiment. Finalment, les solucions basades en ML existents necessiten reentrenar el model ML cada vegada que hi ha un canvi en l'escenari d'optimització. No obstant això, el procés de formació dels models ML és costós i dificulta l'aplicació d'aquests mètodes en l'optimització de xarxes en temps real.La primera part d'aquesta dissertació proposa una arquitectura d'optimització que integra les xarxes neuronals basades en grafs (GNN) en el reforçament profund de l'aprenentatge (DRL). Aquesta arquitectura aprofita les estratègies de planificació del DRL i les capacitats de generalització de les GNN per optimitzar topologies de xarxa arbitràries en temps real sense necessitat de reentrenar l'agent DRL. Els resultats experimentals demostren que l'arquitectura DRL+GNN és robusta per operar en topologies del món real que difereixen considerablement dels escenaris vistos durant la formació. En el nostre treball, avaluem la proposta d'arquitectura en dos escenaris d'optimització de xarxes del món real.L'entrenament d'agents DRL i la construcció de NDTs requereixen l'emmagatzematge de grans conjunts de dades que inclouen una àmplia gamma d'estats i configuracions de xarxa. No obstant això, la mida de la xarxa ha anat creixent tant en volum de tràfic com en nombre de dispositius connectats. Impulsat per la implementació de les xarxes 5G i l'adaptació de nous paradigmes industrials (per exemple, Internet de les coses), es preveu que la tendència de creixement continuï durant diversos anys. En conseqüència, l'emmagatzematge d'aquestes grans quantitats d'informació relacionada amb la xarxa pot ser un repte. La segona part d'aquesta tesi proposa un nou mètode de compressió de dades basat en les GNN capaç d'aprofitar les correlacions espacials i temporals presents de forma natural en les traces de tràfic de la xarxa, superant els mètod
  

• CARDONA NADAL, JORDI: Practical strategies to monitor and control contention in shared resources of critical real-time embedded systems
  
  Autor/a: CARDONA NADAL, JORDI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 03/04/2023
  Director/a de tesi: CAZORLA ALMEIDA, FRANCISCO JAVIER | HERNANDEZ LUZ, CARLES
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: BEIVIDE PALACIO, JULIO RAMON
       SECRETARI: ROYUELA ALCÁZAR, SARA
       VOCAL NO PRESENCIAL: BENEDICTE ILLESCAS, PEDRO
  Resum de tesi: En la darrera dècada, el poder computacional demandat als Sistemes Encastats Crítics de Temps Real (SECTR) utilitzats en àmbits com l'automoció, l¿aviació, els ferrocarrils o la indústria aeroespacial, ha anat en augment pel sorgiment d¿aplicacions cada vegada més complexes que requereixen més i més computació en aquests camps. Per satisfer aquesta necessitat, la indústria dels SECTR ha passat d¿utilitzar sistemes simples amb un sol nucli a usar sistemes multinucli que proporcionen un bon rendiment a un cost raonable. Els primers sistemes multinucli que van sorgir estaven basats en la interconnexió de bus i aconseguien bon poder computacional amb baixos costos energètics i d¿àrea en xip. Tanmateix, a mesura que s¿han anat incorporant més i més nuclis, s¿ha observat que aquests sistemes no escalaven en rendiment perquè justament el bus n¿esdevenia el coll d¿ampolla. Per aquesta raó, els sistemes multinucli van passar d¿utilitzar bus a començar a usar les Interconnexions en Xip (IeX). Les IeX com per exemple les interconnexions en arbre, anell, xarxa o torus, són interconnexions que cada vegada s¿empren més en SECTR atès que disposen de múltiples connexions punt a punt i possibiliten l¿enviament de paquets en paral·lel.Els SECTR pel fet de ser sistemes crítics de temps real, necessiten acreditar no només que funcionen correctament i obtenen els resultats esperats, sinó que alhora també ho fan en el temps esperat. Els estàndards de seguretat específics de cada àmbit, advoquen per l¿ús de tècniques d¿anàlisi temporal en totes les etapes de desenvolupament del programari que s¿executa en els SECTR amb l¿objectiu de determinar i garantir que totes les funcionalitats del programari s¿executen a temps i sense errors. Les etapes més importants són tres: Verificació (quantització), Validació (testatge) i Aplicació de mesures.A mesura que els SECTR són més complexes i utilitzen processadors multinucli i IeX, l¿anàlisi temporal d¿aquests sistemes també és complica degut a les interferències que apareixen quan els nuclis intenten accedir als recursos compartits del sistema a través de la IeX. Aquestes interferències fan que el temps d¿execució d¿una tasca depengui de la resta de tasques que s¿estan executant al sistema complicant així la caracterització del temps d¿execució del programari de manera fiable i ajustada.Els principals reptes sorgeixen (i) en l¿etapa de validació, a l'hora de calcular el Pitjor Temps d¿Execució (PTE) teòric que una tasca pot tenir considerant que pateix la màxima contenció teòrica quan les seves peticions travessen la IeX, i (ii) en l¿etapa de validació, quan durant el testatge es fa el seguiment de la contenció real que es produeix entre tasques en el processador multinucli.Aquesta tesi tracta la problemàtica de com dur a terme les caracteritzacions i anàlisis temporals en SECTR complexos basats en processadors multinucli interconnectats amb IeX de manera eficient. Concretament, aborda els principals reptes que suposa fer l¿anàlisi temporal en les tres etapes principals del procés de desenvolupament del programari per a SECTR complexos. Pel que fa a l¿etapa de verificació, proposa les solucions EOmesh i NoCo que optimitzen la configuració de les IeX per obtenir estimacions del PTE ajustades alhora que milloren el rendiment del SECTR. A l'etapa de validació, introduïm un nou criteri de classificació de la contenció denominat GRV i una mètrica anomenada PWC que identifica amb precisió les fonts de contenció en els IeX i proporciona un desglossament detallat de la contenció segons la tasca que la genera, la tasca que la pateix i el punt de la IeX on ocorre. Finalment, en la fase d'aplicació de mesures es proposa MCCU, una solució de programari/maquinari que realitza un seguiment detallat dels accessos a recursos compartits dels nuclis i que permet, mitjançant registres de configu
  

• CASTELL UROZ, ISMAEL: A novel approach to web tracking detection and removal with minimal functionality loss
  
  Autor/a: CASTELL UROZ, ISMAEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de lectura: 06/07/2023
  Director/a de tesi: BARLET ROS, PERE
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: PEDERSEN, JENS MYRUP
       SECRETARI: CARELA ESPAÑOL, VALENTÍN DANIEL
       VOCAL: HADDADI, HAMED
  Resum de tesi: Las tecnologías de rastreo web se utilizan ampliamente para recopilar enormes cantidades de información personal de nuestra actividad en línea, incluidas las cosas que buscamos, los sitios que visitamos, las personas con las que contactamos o los productos que compramos. Aunque comúnmente se cree que estos datos se utilizan para la publicidad dirigida, algunos trabajos recientes han revelado que en realidad se explotan para muchos otros fines, como la discriminación de precios, la evaluación financiera, la determinación de la cobertura de seguros, la exploración de antecedentes e incluso el robo de identidad. Contrariamente a la creencia popular, esta información no sólo es recopilada por los grandes actores de Internet, como Google y Facebook, sino también por empresas más turbias y desconocidas llamadas corredores de datos. Los corredores de datos están omnipresentes en la Internet actual, y su único propósito es recopilar silenciosamente grandes cantidades de información personal. Esta información se utiliza después para construir perfiles individuales (a menudo de baja calidad) sobre nosotros, que se venden al mejor postor sin nuestro conocimiento explícito ni la opción de revisar su exactitud.El principal objetivo de esta tesis es investigar nuevas contramedidas que puedan disminuir o bloquear por completo los sistemas de rastreo web que se ejecutan en segundo plano. Para ello, la tesis tiene tres objetivos: (i) desarrollar un nuevo sistema de medición que pueda recoger información en un entorno de bigdata como es Internet; (ii) investigar nuevas metodologías para detectar automáticamente tecnologías de rastreo web desconocidas minimizando la pérdida de funcionalidad del sitio web; y (iii) aplicar los resultados de investigación obtenidos para crear herramientas reales que puedan ser útiles. Este manuscrito presenta un compendio de publicaciones que abordan todos los objetivos planteados.Para tratar el primer objetivo, desarrollamos Online Resource Mapper, una herramienta que es capaz de recopilar todo el contenido de millones de sitios web. El segundo objetivo se aborda mediante tres publicaciones diferentes que presentan nuevas formas de descubrir sistemas de seguimiento web desconocidos. El primer trabajo presenta una alternativa a los bloqueadores de contenido que soluciona potencialmente su mayor vulnerabilidad: la falta de adaptación para detectar URL de rastreo no presentes en las listas de patrones. Nuestra solución utiliza una red neuronal profunda para descubrir con una precisión del 97% patrones que pueden utilizarse para detectar nuevas URL de rastreo. Yendo un paso más allá decidimos inspeccionar el código real del sitio web para descubrir métodos de seguimiento web completamente nuevos. Nuestra primera propuesta, denominada TrackSign, utiliza la combinación de un modelo heurístico de partición de código con un novedoso grafo de red de tres capas para descubrir nuevos sistemas de rastreo web. Nuestro método alcanza una precisión de detección del 92%, y es uno de los primeros enfoques en hacerlo de forma automática y genérica. Nuestra última publicación sobre el tema presenta una evolución de TrackSign, denominada ASTrack, que aborda su principal vulnerabilidad, la ofuscación de recursos internos con técnicas de renombrado de código. ASTrack utiliza la estructura del código en lugar del propio código para identificar los sistemas de seguimiento web compartidos por varios sitios web. Además, ASTrack puede eliminar exclusivamente el código de rastreo manteniendo intacto el resto, lo que minimiza los problemas de pérdida de funcionalidad como consecuencia del bloqueo de recursos completos.Por último, para abordar el tercer objetivo, compartimos públicamente los resultados obtenidos durante nuestros experimentos primero en forma de un conjunto de datos con 75M de URL y 45M de recursos etiquetados, y en segundo lugar en un nuevo observatorio de ePrivacidad
  

• CRUZ DE LA CRUZ, STALIN LEONEL: Scaling deep learning workloads. Applications in computer vision and seismology
  
  Autor/a: CRUZ DE LA CRUZ, STALIN LEONEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 06/07/2023
  Director/a de tesi: TOUS LIESA, RUBÉN | OTERO CALVIÑO, BEATRIZ
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: MARTI ESCALE, RAMON
       SECRETARI: CANAL CORRETGER, RAMON
       VOCAL: CARRERAS COCH, ANNA
  Resum de tesi: Les tecniques de Deep Learning tenen un impacte enorme en l'estat de l'art en molts camps, com ara la visi6 artificial, el processament del llenguatge natural, l'analisi i la sfntesi d'audio, i molts altres. El poder de comput cada vegada mes gran, la quantitat cada vegada mes gran de dades disponibles i l'evoluci6 dels algorismes fomenten aquest impacte. D'una banda, aquesta tesi aplica tecniques de Deep Leaming a grans sistemes paral·lels per entrenar i validar models de Xarxes Neuronals per a diferents aplicacions. Primer, es dissenya i s'avalua un stack de tecnologies per permetre la distribuci6 de carregues de treball de Deep Learning en una configuraci6 tradicional de computaci6 d'alt rendiment (High Performance Computing o HPC) com el superordinador MareNostrum. Lelement clau de larquitectura per capes desplegada es Apache Spark, que permet arllar les aplicacions daprenentafge automatic de les particularitats de la infraestructura, en aquest cas, MareNostrum. El desplegament de clusters habilitats per a Spark sobre MareNostrum no es trivial i s'ha fet amb l'ajuda de Spark4MN, una capa d'interoperabilitat personalitzada. A la part superior de l'stack (compost per Marenostrum, Spark4MN i Spark) es col·loca una capa especifica d'aprenentatge profund, DL4J. L'objectiu es proporcionar informaci6 sobre com es pot optimitzar la configuraci6 del treball en una configuraci6 d'HPC tradicional per executar de manera eficient aquest tipus de workloads. Les conclusions derivades haurien de ser utils per guiar implementacions igualment complexes en el futur. En segon lloc, en un treball derivat s'explora un cas d'us. Dissenyem i entrenem xarxes neuronals convolucionals (convolutional neural networks o CNNs) per anotar i filtrar imatges de les xarxes socials (lnstagram i Twitter). Capturem les imatges en temps real i les.processem amb multiples CNN que automaticament enriqueixen les seves metadades amb etiquetes queen descriuen el contingut visual i tambe com s'ajusten a la identitat visual d'una marca (Visual Brand Identity o VBI). Amb aquest metode hem entrenat classificadors VBI per a mes de 10 marques reals i mes de 100 classificadors per a descripci6 generica d'imatges de xarxes socials. D'altra banda, aquesta tesi aplica tecniques de Deep Learning a un cluster d'ordinadors per entrenar multiples configuracions d'una CNN emprada per a la detecci6 i localitzaci6 de terratremols. Primer, desenvolupem un nou metode anomenat UPC-UCV, que consisteix a aplicar una CNN a formes d'ona de 3 canals d'una sola estaci6 per a la detecci6 de terratremols d'ona P i l'estimaci6 de la regi6 font al centre nord de Vene,;:uela . Aquesta part inclou la creaci6 d'un dataset nou, CARABOBO, que s'ha fet public amb finalitats de reproductibilitat i avaluaci6 comparativa. Tant la xarxa UPC-UCV com el dataset CARABOBO s6n els primers desenvolupats per a aquesta regi6 geografica. El metode obte millors resultats que l'estat de l'art (SOA), cosa que produeix mes precisi6 de detecci6 (augment de 13,3 punts percentuals) per a la nova sismicitat objectiu. UPC-UCV aconsegueix una precisi6 de detecci6 del 95,27%. En segon lloc, en un treball derivat ens centrem en el problema d'estimaci6 de la regi6 font. L'estimaci6 de la regi6 font es una versi6 relaxada del problema de localitzaci6 de terratremols que consisteix, primer, a dividir una area d'estudi a K subdivisions geografiques i, segon, intentar determinar a quin pertany !'epicentre del terratremol. A la feina anterior, realitzem la partici6 amb k-means. En aquesta part experimentem amb una subdivisi6 geografica proporcionada per un sismoleg, consistent en poligons irregulars que cobreixen les principals falles sismiques de Vene,;:uela. Toti que els resultats obtinguts per a un petit nombre de subdivisions geografiques no s6n millors que els obtinguts amb l'agrupament de k-means, elsbons resultats obtinguts amb una gran quantitat de subdivisions (91.78% amb K=10) superen l'enfocament de k- means (66.10%).
  

• FERNÁNDEZ MUÑOZ, JAVIER: Software diagnostics for autonomous safety-critical control-systems based on artificial intelligence
  
  Autor/a: FERNÁNDEZ MUÑOZ, JAVIER
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 18/07/2023
  Director/a de tesi: ABELLA FERRER, JAIME | AGIRRE TRONCOSO, IRUNE
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: HERNANDEZ LUZ, CARLES
       SECRETARI: RUBIO SOLA, JOSE ANTONIO
       VOCAL: ONWUCHEKWA, DANIEL LUCKY NDUBUISI
  Resum de tesi: Los sistemas de aprendizaje automático (ML) permiten la implementación eficiente de funcionalidades que pueden ser difíciles de programar por el software tradicional debido al elevado espectro de entradas que dificultan la definición de un conjunto de reglas procedimentales específicas. Esta característica de los sistemas ML ha fomentado su adopción en aplicaciones como la detección de objetos o la clasificación de imágenes en diversos ámbitos relacionados con la seguridad, que están sujetos a certificación de seguridad. Esta certificación suele lograrse mediante la adhesión a las normas tradicionales de seguridad funcional, como IEC 61508 o ISO 26262. Sin embargo, estas normas no se concibieron para dar cabida a tecnologías como el ML en los sistemas relacionados con la seguridad debido a su proceso de desarrollo, que se basa en modelos probabilísticos generados a partir de datos de entrenamiento, a diferencia de los componentes de software tradicionales codificados a partir de especificaciones. Además, surgen nuevos retos debido a que estos algoritmos de ML necesitan procesar grandes volúmenes de datos, lo que requiere plataformas de computación embebidas de alto rendimiento (HPEC) con capacidades de cálculo muy superiores a las de los sistemas de seguridad tradicionales, como dispositivos multinúcleo y aceleradores con GPUs. Las actuales normas de seguridad funcional no proporcionan orientaciones explícitas para el uso de plataformas HPEC en sistemas relevantes para la seguridad, y la complejidad inherente a esas arquitecturas altamente paralelas supone un reto para las certificaciones. Con esta Tesis, intentamos abordar estos retos y dar un paso adelante hacia la certificación de seguridad funcional de los sistemas de control de seguridad que integran componentes ML en plataformas HPEC.
  

• FERRER CID, PAU: On the data quality improvement of air pollution monitoring low-cost sensor networks using data-driven techniques
  
  Autor/a: FERRER CID, PAU
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 08/05/2023
  Director/a de tesi: GARCÍA VIDAL, JORGE | BARCELÓ ORDINAS, JOSE MARIA
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: GHANDEHARI, MASOUD
       SECRETARI: NAVARRO MOLDES, LEANDRO
       VOCAL: FORTINO, GIANCARLO
  Resum de tesi: Hoy en día, las autoridades vigilan las concentraciones de contaminantes atmosféricos regulados para ayudar en los procesos de toma de decisiones, por ejemplo, en la aplicación de restricciones de tráfico, y mitigar los efectos de la contaminación atmosférica.Para ello, despliegan instrumentación de alta precisión, cuyo coste hace que el número de sensores desplegados en una región sea muy reducido. La aparición de sensores de contaminación atmosférica de bajo coste (LCS) ha abierto la posibilidad de complementar los instrumentos de las autoridades con más puntos de medición. Desafortunadamente, los LCS presentan imprecisiones, dificultando su inclusión de forma regulada en los procesos de toma de decisiones.En los últimos años, tecnologías como el internet de las cosas (IoT) y el aprendizaje automático (ML) han permitido mejorar la calidad de los datos de los LCSs. Por lo tanto, esta tesis está dedicada a la mejora de la calidad de los datos de las redes de LCS de contaminación atmosférica, centrándose en dos aspectos: i) la mejora de la calidad de los datos a nivel de nodo utilizando calibración de sensores basada en ML, y ii) la mejora de la calidad de los datos de la red de sensores utilizando mediciones de los sensores de la propia red mediante un enfoque basado en grafos.En la primera parte de la tesis se investiga la mejora de la calidad de los datos de los sensores de forma individual. Primero, se evalúa cómo afecta el muestreo de los sensores a la representatividad de las muestras. A continuación, se analiza el uso detécnicas ML, tanto lineales como no lineales, para la calibración in-situ de LCSs. La tarea de calibración de sensores in-situ puede considerarse un problema de aprendizaje de ML supervisado, por ello se evalúan técnicas como la multiple linear regression (MLR) o support vector regression (SVR). La evaluación muestra cómo las técnicas no lineales mejoran significativamente la calidad de las estimaciones de contaminación. Además, dadas las imprecisiones presentes en los LCS y la diferencia que existe de un sensor a otro del mismo fabricante, se investiga la inclusión en la calibración de múltiples sensores que miden el mismo contaminante. Así,el enfoque propuesto de calibración multisensor basado en ML permite aumentar la precisión de la calibración.La segunda parte de la tesis se centra en la calidad de los datos medidos por la red de sensores una vez desplegada. Se propone un enfoque basado en grafos para describir las relaciones existentes entre los sensores mediante la topología del grafo yrepresentar las medidas de la red como señales definidas en el grafo, como en el campo del graph signal processing (GSP). Se han evaluado diferentes técnicas para aprender correctamente las relaciones entre sensores de una red que puede contener tanto LCSs como nodos de alta precisión. El modelo de GSP basado en el smoothness de la señal ha resultado ser el mejor. A continuación, se han estudiado distintas técnicas de reconstrucción de señal acopladas al grafo con el fin de reconstruir lasmedidas de contaminación obtenidas por los distintos sensores de la red. Las técnicas basadas en kernel y las basadas en los pesos del Laplaciano han sido las más efectivas. Luego, se ha propuesto un framework de reconstrucción de datos basado engrafos para diferentes aplicaciones de post-procesado que aparecen en las redes de LCSs, por ejemplo, la imputación de valores perdidos y los sensores virtuales. Los resultados han mostrado cómo este framework permite abordar con precisión una amplia variedad de aplicaciones y escenarios que pueden darse en este contexto. Por último, se ha investigado otro aspecto importante de este tipo de redes, la detección de valores atípicos. Se ha propuesto el algoritmo Volterra graph-based outlier detection (VGOD), que utiliza un grafo aprendido a partir de los datos y un modelo de reconstrucción de señal basado en las series d
  

• IQBAL, MASAB: Techniques for efficient and secure optical networks
  
  Autor/a: IQBAL, MASAB
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 24/03/2023
  Director/a de tesi: VELASCO ESTEBAN, LUIS DOMINGO | FERREIRA PEDRO, JOAO MANUEL
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: PROIETTI, ROBERTO
       SECRETARI: JUNYENT GIRALT, GABRIEL
       VOCAL: FÀBREGA SÁNCHEZ, JOSEP MARIA
  Resum de tesi: La comunicación óptica está muy extendida y se encarga de transportar el tráfico de datos desde las redes de acceso a las metropolitanas hasta las centrales. Dado que el crecimiento del tráfico es cada vez mayor, se necesitan soluciones de redes ópticas más innovadoras y eficientes que las actuales para proporcionar al sector beneficios sostenibles a largo plazo. Además, con la llegada de los ordenadores cuánticos, estas redes son vulnerables a diversas amenazas a la seguridad y, o bien se necesitan medios adicionales para hacerlas seguras, o bien se requiere un transporte de la señal de datos asistido por la tecnología cuántica. Teniendo en cuenta los retos que plantean los aspectos de eficiencia y seguridad de las redes ópticas actuales, esta tesis doctoral pretende proporcionar técnicas para conseguir redes ópticas eficientes y seguras.El actual patrón de tráfico de datos en los diferentes segmentos de las redes ópticas puede ser un factor clave para hacer la arquitectura más eficiente. Estos patrones de tráfico suelen atenderse mediante el despliegue de conexiones punto a punto (P2P), que pueden no ser la solución más rentable en determinados segmentos como el acceso y la agregación metro. Esta tesis doctoral estudia tecnologías que soportan conexiones punto a multipunto (P2MP) para dar servicio a flujos de tráfico de datos dinámicos y variados. Se utiliza como referencia una tecnología bien conocida, Digital Subcarrier Multiplexing, para implementar conexiones P2MP, y se introduce una tecnología novedosa, Optical Constellation Slicing, para satisfacer los mismos requisitos. Para un perfil dinámico, estas dos tecnologías se comparan con la tecnología tradicional que soporta P2P. En todo momento se analiza el coste, la eficiencia del caudal de datos y la simplicidad de la arquitectura. Se demuestra el potencial de las conexiones P2MP. Para que las redes ópticas sean seguras, los estudios se realizan en dos dimensiones. En primer lugar, se aborda la vulnerabilidad de la capa física. Para que la red en su conjunto sea más segura, se estudian métodos de criptografía de la capa física. En segundo lugar, se investiga la comunicación cuántica porque está intrínsecamente asegurada por las leyes de la mecánica cuántica. Para la seguridad de la capa física, proponemos LPsec (lightpath security), cuyo objetivo es proporcionar una solución completa de seguridad a partir de métodos de intercambio de claves en la capa física. LPsec tiende a ser seguro según el estándar actual e introduce un retardo insignificante en la transmisión de datos.Aunque la comunicación cuántica es intrínsecamente segura, se enfrenta a diferentes retos. Exploramos dos de estos retos en presencia del teorema de no clonación i) la retransmisión de qubits y ii) la comunicación cuántica P2MP (QP2MP). Como los qubits son propensos a diversas fuentes de ruido, la retransmisión de qubits puede mejorar el éxito de la transmisión de qubits del origen al destino. Del mismo modo, QP2MP puede permitir puertas a la comunicación cuántica multipartita, que está mucho menos explorada en los sistemas cuánticos de variables discretas. Para estas dos tareas, consideramos la creación de clones imperfectos a través de la Máquina Universal de Clonación Cuántica. Proponemos un novedoso protocolo Quantum Automatic Repeat Request (QARQ) inspirado en su equivalente clásico. Hemos demostrado que QARQ puede aumentar significativamente la recuperación exitosa de qubits. Se examina la comunicación QP2MP para la transmisión directa, el teletransporte y el telecloning.También se presenta una forma cuántica de realizar la codificación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK), que denominamos Q2PSK. La transmisión actual se basa en datos y canales clásicos, que no son intrínsecamente seguros. Q2PSK proporciona un medio de comunicación que puede hacer que el transporte clásico de datos sea intrínsecamen
  

• LIU, PEINI: Convergence of high performance computing, big data, and machine learning applications on containerized infrastructures
  
  Autor/a: LIU, PEINI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 17/07/2023
  Director/a de tesi: GUITART FERNANDEZ, JORDI
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: PIERSON, JEAN-MARC
       SECRETARI: BERRAL GARCÍA, JOSEP LLUÍS
       VOCAL: DJEMAME, KARIM
  Resum de tesi: La convergencia de Computación de Alto Rendimiento (HPC), Grandes Datos (BD) y Aprendizaje Automático (ML) en el continuum informático se está persiguiendo con seriedad en el ámbito académico e industrial. Prevemos que las tecnologías de virtualización y contenerización pueden ser la base para la convergencia, porque residen como puentes entre las aplicaciones y las infraestructuras y proporcionan ventajas bien conocidas. Sin embargo, existen desafíos para esta convergencia a nivel de contenerización debido a la diversidad de aplicaciones y la heterogeneidad del hardware: en la capa de infraestructura, la virtualización/contenerización debe presentar un aislamiento completo de las aplicaciones en un entorno de múltiples inquilinos, proporcionar de manera fluida y eficiente recursos diferentes, permitir la asignación dinámica de recursos ágil y detallada para orquestar el uso compartido de recursos en esos entornos, también integrar HPC y Cloud planificación y técnicas de gestión de recursos, al mismo tiempo que proporciona tolerancia a fallos, eficiencia energética y escalabilidad. Además, en la capa de la plataforma, la virtualización/contenerización debe cumplir con los requisitos de portabilidad y reproducibilidad de las aplicaciones al permitir la definición de diversas pilas de software encapsuladas y personalizadas, y la creación/terminación eficiente de esos entornos de software bajo demanda. La pregunta de investigación general de esta tesis es: ¿Cómo aprovechar la virtualización/contenerización tanto en la capa de infraestructura como en la capa de plataforma para respaldar de manera eficiente la convergencia de aplicaciones de HPC, BD y ML mientras se aprovechan los recursos heterogéneos de HPC y Cloud?Para responder a esa pregunta, en primer lugar, habilitamos implementaciones de aplicaciones HPC, BD y ML utilizando contenedores que permiten la definición de pilas de software encapsuladas y personalizadas para cada aplicación y proporcionan acceso fluido y eficiente a diferentes recursos a través de diferentes configuraciones. Esta es la base de la convergencia.En segundo lugar, hay que comprender el impacto en el rendimiento de las diversas configuraciones al utilizar contenedores. Por lo tanto, realizamos análisis de rendimiento detallados de configuraciones de contenedores para diversas aplicaciones en diferentes hardware. Estos análisis consideran diferentes parámetros a nivel de contenedores, por ejemplo, tecnologías de contenedores, granularidades, afinidades e interconexiones de red. Los conocimientos obtenidos servirán como directrices para derivar políticas de ubicación al desplegar aplicaciones para utilizar mejor los recursos y lograr un mejor rendimiento.En tercer lugar, habilitamos DevOps para desarrollar, construir y desplegar estas aplicaciones en contenedores y gestionar éstos en contextos dinámicos y de múltiples usuarios estableciendo una plataforma, Scanflow-K8s, que ayude a los usuarios a desarrollar sus aplicaciones en contenedores más rápidamente, habilite las configuraciones analizadas anteriormente para contar con despliegues eficientes, y proporcione computación autónoma para gestionar continuamente las aplicaciones.Scanflow-K8s cuenta con una arquitectura multiagente y de múltiples capas para la supervisión en línea de los flujos de trabajo de ML en Kubernetes, así como la implementación de cargas de trabajo HPC en contenedores.Finalmente, aprovechamos el conocimiento aprendido del análisis de desempeño del despliegue de cargas de trabajo de HPC, BD y ML contenedorizadas, y la disponibilidad de Scanflow-K8s, para conducir políticas de gestión autónomas para planificar y administrar estas aplicaciones. Por un lado, implementamos políticas en el agente para evaluar la gestión autónoma y la supervisión en línea de los flujos de trabajo de ML. Por otro lado, proponemos políticas detalladas de planificación para cargas
  

• VAVOULIOTIS, GEORGIOS: Advanced hardware prefetching in virtual memory systems
  
  Autor/a: VAVOULIOTIS, GEORGIOS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 12/09/2023
  Director/a de tesi: ÁLVAREZ MARTÍ, LLUC | CASAS GUIX, MARC
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: PNEVMATIKATOS, DIONISIOS
       SECRETARI: MARTORELL BOFILL, XAVIER
       VOCAL: ROS BARDISA, ALBERTO
  Resum de tesi: La diferencia de velocidad entre los procesadores y las memorias (conocido como Memory Wall) es uno de los mayores cuellos de botella en los sistemas actuales. Los prefetchers hardware son una técnica para tolerar la latencia de memoria que ha demostrado ser efectiva para aliviar este cuello de botella. Prácticamente todas las microarquitecturas actuales incluyen varios prefetchers. La memoria virtual ha sido vital para el éxito de los sistemas de computación debido a los beneficios que ofrece en términos de programabilidad y seguridad. Sin embargo, la memoria virtual tiene un coste alto en latencia y en energía, ya que cada acceso a memoria requiere una traducción del espacio de direcciones físico al virtual. Para aliviar estos costes, una caché hardware llamada Translation Lookahead Buffer (TLB) guarda las traducciones más recientes. Uno de los problemas de las TLBs es que tienen una capacidad limitada, lo que hace que no puedan garantizar un alto rendimiento.Los procesadores comerciales se aseguran de que la traducción de direcciones sea rápida al incluir soporte hardware dedicado a la memoria virtual (como TLBs multinivel o varios tamaños de página). Incluso con este soporte hardware, la creciente popularidad de aplicaciones con grandes cantidades de datos e instrucciones ha aumentado la presión sobre el subsistema de memoria virtual, resultando en accesos frecuentes a la tabla de páginas que deterioran el rendimiento del sistema. Esta tesis pretende atenuar el cuello de botella del Memory Wall utilizando hardware prefetchers en sistemas de memoria virtual.Para reducir las penalizaciones de los fallos frecuentes de TLB para accesos de datos, proponemos una solución llamada Sampling Based Free TLB Prefetching (SBFP) combinada con un Agile TLB Prefetcher (ATP). SBFP se beneficia de la localidad en el último nivel de la tabla de páginas para mejorar el prefetching en TLBs. ATP combina tres motores de prefetching y deshabilita el prefetching de TLB en fases donde no aporta ningún beneficio. Para varios juegos de prueba, demostramos que la combinación de ATP con SBFP mejora el rendimiento respecto al mejor prefetcher de TLB propuesto anteriormente, a la vez que reduce la cantidad de accesos a la tabla de páginas.También identificamos que la traducción de direcciones en instrucciones es un cuello de botella emergente en servidores, y lo demostramos caracterizando el comportamiento de las TLBs en estos sistemas. Para aliviar este cuello de botella proponemos Morrigan, el primer prefetcher de instrucciones para TLBs. Morrigan combina un prefetcher secuencial con un conjunto de Markov prefetchers que construyen cadenas de Markov de diferente longitud de la secuencia de fallos de instrucciones en la TLB, y también utiliza una nueva política de reemplazo basada en la frecuencia. En tareas de servidores industriales, Morrigan consigue amplios beneficios en rendimiento y elimina la mayoría de accesos a la tabla de páginas para accesos a instrucciones.La última contribución mejora la eficacia de los prefetchers de cachés que operan en el espacio de direcciones físico utilizando el soporte hardware para páginas grandes. Para ello proponemos el Page-size Propagation Module (PPM), una técnica microarchitectural que transmite el tamaño de página a los prefetchers de las cachés de último nivel para poder hacer prefetching de forma segura sobrepasando los límites de las páginas físicas de 4KB. También diseñamos otro módulo que consiste en dos prefetchers conectados al PPM y que controla las decisiones de los prefetchers asumiendo diferentes tamaños de páginas. Nuestros experimentos muestran que las técnicas propuestas para sacar beneficio del tamaño de las páginas en varios prefetchers de cachés de último nivel propuestas en el estado del arte consiguen grandes mejoras de rendimiento.
  

• VILARDELL MORENO, SERGI: Modelling and predicting extreme behavior in critical real-time systems with advanced statistics
  
  Autor/a: VILARDELL MORENO, SERGI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de lectura: 13/03/2023
  Director/a de tesi: SERRA MOCHALES, ISABEL | ABELLA FERRER, JAIME
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: BOLANCÉ LOSILLA, CATALINA
       SECRETARI: RADOJKOVIC, PETAR
       VOCAL NO PRESENCIAL: TRILLA RODRÍGUEZ, DAVID
  Resum de tesi: Los Sistemas Críticos Embebidos en Tiempo Real (SCETR) se usan en ámbitos como el transporte (aviónica, automoción, ferrocarril, etc.), la sanidad y la industria. Este subconjunto de sistemas embebidos requiere un proceso de Validación y Verificación (VyV) antes de que se les permita entrar en funcionamiento,dado que un comportamiento erróneo puede provocar daños a los seres humanos o incluso víctimas mortales. El comportamiento temporal del software es un elemento clave que hay que cubrir en el proceso de VyV, ya que proporciona pruebas de que el software se ejecuta a tiempo. El análisis temporal del software, a su vez, requiere derivar límites al tiempo de ejecución de cada tarea de la aplicación. Estos límites se denominan estimaciones del Tiempo de Ejecución del Peor Caso (TEPC).A medida que los SCETR implementan funcionalidades más complejas relacionadas con la seguridad en cada nuevo producto, se utiliza un software más complejo y un hardware ide computación de mayor rendimiento para satisfacer los requisitos de alto rendimiento. Sin embargo, el efecto secundario del uso de hardware y software más complejos es un reto para las técnicas de análisis temporal de software más avanzadas.Se han propuesto técnicas de Análisis Temporal Probabilístico Basado en Mediciones (ATPBM) para manejar dicha complejidad de hardware y software, proporcionando límites (estimaciones) del TEPC ajustados y fiables. En concreto, se ha utilizado la Teoría de Valores Extremos (TVE) para proporcionar modelos para las ocurrencias más extremas en forma de distribución probabilística. El resultado del modelo de tiempo se denomina TEPC probabilístico (TEPCp). Sin embargo, aunque seguros, los modelos TVE pueden ser a veces excesivamente pesimistas, lo que añade un coste adicional a los presupuestos de temporización.Esta tesis investiga las técnicas ATPBM y desarrolla metodologías novedosas dentro de este marco en tres frentes distintos. En primer lugar, mejorando el ajuste de los modelos TEPCp en los cuantiles altísimos con dos modelos. El primero combinará el análisis de riesgos con la TVE para obtener un TEPCp más seguro y preciso. El segundo introducirá la desigualdad de Markov en el problema de estimación del TEPCp, que proporciona garantías más seguras. En segundo lugar, para potenciar el uso de los datos procedentes de los contadores de monitorización del rendimiento, esta tesis muestra dos formas, basadas en las matemáticas, de fusionar múltiples lecturas disjuntas a partir de estadísticos de orden y modelos de cópula. Por último, esta tesis propone un modelo para la contención de tareas en competencia cuando el perfil de tiempos obtenido es limitado. Este método permite prever escenarios TEPC más extremos basados en las dependencias entre tareas.Resumiendo, esta tesis impulsa el estado del arte en las metodologías de VyV para SCETR en el marco de ATPBM en términos de estimación de TEPC y recopilación de datos.
  

Darrera actualització: 23/09/2023 05:01:38.

Grups de recerca

• ARCO-Microarquitectura i Compiladors
• CAP-Grup de Computacio d'Altes Prestacions
• CBA-Sistemes de Comunicacions i Arquitectures de Banda Ampla
• CNDS-Xarxes de Computadors i Sistemes Distribuits
• CRAAX-Centre de Recerca d'Arquitectures Avancades de Xarxes
• DAMA-UPC-Data Management Group
• GCO-Grup de Comunicacions Optiques
• ICARUS-Intelligent Communications and Avionics for Robust Unmanned Aerial Systems
• IMP-Modelitzacio i Processament de la Informacio
• VIRTUOS-Virtualisation and Operating Systems

Entitats de recerca:

Professorat

• Alvarez Martinez, Carlos
• Ayguade Parra, Eduard
• Badia Sala, Rosa Maria
• Barcelo Ordinas, Jose Maria
• Barlet Ros, Pere
• Barrado Muxi, Cristina
• Becerra Fontal, Yolanda
• Bofill Soliguer, Pau
• Cabellos Aparicio, Alberto
• Canal Corretger, Ramon
• Careglio, Davide
• Cazorla Almeida, Francisco Javier
• Cela Espin, Jose M.
• Cerdà Alabern, Llorenç
• Corbalan Gonzalez, Julita
• Cortes Rossello, Toni
• Cruellas Ibarz, Juan Carlos
• Delgado Merce, Jaime M.
• Domingo Pascual, Jordi
• Espasa Sans, Roger
• Fernandez Jimenez, Agustin
• Freitag, Felix
• Gallego Fernandez, M. Isabel
• Garcia Almiñana, Jordi
• Garcia Vidal, Jorge
• Gil Gomez, Marisa
• Gonzalez Colas, Antonio Maria
• Gonzalez Tallada, Marc
• Guerrero Zapata, Manel
• Guitart Fernandez, Jordi
• Herrero Zaragoza, Josep Ramon
• Jimenez Castells, Marta
• Jimenez Gonzalez, Daniel
• Juan Hormigo, Antonio
• Labarta Mancho, Jesus Jose
• Larriba Pey, Josep
• Llaberia Griño, Jose M.
• Llorente Viejo, Silvia
• Llosa Espuny, Josep
• Lopez Alvarez, David
• Lopez Rubio, Juan
• Marin Tordera, Eva
• Martorell Bofill, Xavier
• Masip Bruin, Xavier
• Meseguer Pallares, Roc
• Monreal Arnal, Teresa
• Morancho Llena, Enric
• Moreto Planas, Miquel
• Navarro Moldes, Leandro
• Olive Duran, Angel
• Otero Calviño, Beatriz
• Pajuelo Gonzalez, Alex
• Parcerisa Bundo, Joan Manuel
• Pastor Llorens, Enric
• Perello Muntan, Jordi
• Reyes Muñoz, Angelica
• Rodriguez Luna, Eva
• Royo Valles, Maria Dolores
• Salami San Juan, Esther
• Sanchez Carracedo, Fermin
• Sanchez Lopez, Sergio
• Santos Boada, German
• Serral Gracia, Rene
• Sole Pareta, Josep
• Torres Viñals, Jordi
• Tous Liesa, Ruben
• Tubella Murgadas, Jordi
• Utrera Iglesias, Gladys Miriam
• Valero Cortes, Mateo
• Valero Garcia, Miguel
• Velasco Esteban, Luis Domingo
• Verdu Mula, Javier

• Alarcon Cot, Eduard
• Alvarez Marti, Lluc
• Arias Vicente, Marta
• Armejach Sanosa, Adria
• Arnau Montañes, Jose Maria
• Berral Garcia, Josep Lluis
• Cazorla Almeida, Francisco Javier
• de Almeida Amazonas, Jose Roberto
• Giro Nieto, Xavier
• Kosmidis, Leonidas
• Marinescu, Maria Cristina
• Oller Arcas, Antonio
• Peña Monferrer, Antonio Jose
• Perez Casany, Marta
• Riera Villanueva, Marc
• Silfa Feliz, Franyell Anotnio
• Vazquez, Mariano