Perfil de acceso

Perfil de salida

Al finalizar los estudios el doctorando o doctoranda habrá adquirido las siguientes competencias y habilidades, necesarias para realizar una investigación de calidad (Real Decreto 99/2011, de 28 de enero, por el que se regulan las enseñanzas oficiales de doctorado):

a) Comprensión sistemática de un campo de estudio y dominio de las habilidades y métodos de investigación relacionados con dicho campo.
b) Capacidad de concebir, diseñar o crear, poner en práctica y adoptar un proceso sustancial de investigación o creación.
c) Capacidad para contribuir a la ampliación de las fronteras del conocimiento a través de una investigación original.
d) Capacidad de realizar un análisis crítico y de evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
e) Capacidad de comunicación con la comunidad académica y científica y con la sociedad en general acerca de sus ámbitos de conocimiento en los modos e idiomas de uso habitual en su comunidad científica internacional.
f) Capacidad de fomentar, en contextos académicos y profesionales, el avance científico, tecnológico, social, artístico o cultural dentro de una sociedad basada en el conocimiento.

Asimismo, la obtención del título de Doctor debe proporcionar una alta capacitación profesional en ámbitos diversos, especialmente en aquellos que requieren creatividad e innovación. Los doctores habrán adquirido, al menos, las siguientes capacidades y destrezas personales para:

a) Desenvolverse en contextos en los que hay poca información específica.
b) Encontrar las preguntas claves que hay que responder para resolver un problema complejo.
c) Diseñar, crear, desarrollar y emprender proyectos novedosos e innovadores en su ámbito de conocimiento.
d) Trabajar tanto en equipo como de manera autónoma en un contexto internacional o multidisciplinar.
e) Integrar conocimientos, enfrentarse a la complejidad y formular juicios con información limitada.
f) La crítica y defensa intelectual de soluciones.

Para finalizar, los doctorandos deberán demostrar las competencias siguientes:

a) Haber adquirido conocimientos avanzados en la frontera del conocimiento y demostrado, en el contexto de la investigación científica reconocida internacionalmente, una comprensión profunda, detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología científica en uno o más ámbitos investigadores.
b) Haber hecho una contribución original y significativa a la investigación científica en su ámbito de conocimiento y que esta contribución haya sido reconocida como tal por la comunidad científica internacional.
c) Haber demostrado que son capaces de diseñar un proyecto de investigación con el que llevar a cabo un análisis crítico y una evaluación de situaciones imprecisas donde aplicar sus contribuciones y sus conocimientos y metodología de trabajo para realizar una síntesis de ideas nuevas y complejas que produzcan un conocimiento más profundo del contexto investigador en el que se trabaje.
d) Haber desarrollado la autonomía suficiente para iniciar, gestionar y liderar equipos y proyectos de investigación innovadores y colaboraciones científicas, nacionales o internacionales, dentro su ámbito temático, en contextos multidisciplinares y, en su caso, con un alto componente de transferencia de conocimiento.
e) Haber mostrado que son capaces de desarrollar su actividad investigadora con responsabilidad social e integridad científica.
f) Haber justificado que son capaces de participar en las discusiones científicas que se desarrollen a nivel internacional en su ámbito de conocimiento y de divulgar los resultados de su actividad investigadora a todo tipo de públicos.
g) Haber demostrado dentro de su contexto científico específico que son capaces de realizar avances en aspectos culturales, sociales o tecnológicos, así como de fomentar la innovación en todos los ámbitos en una sociedad basada en el conocimiento.

Número de plazas

40

Duración de los estudios y régimen de dedicación

Duración
La duración de los estudios de doctorado a tiempo completo es de un máximo de tres años, a contar desde la admisión del doctorando o doctoranda al programa hasta la presentación de la tesis doctoral. La comisión académica del programa de doctorado puede autorizar que se lleven a cabo los estudios de doctorado a tiempo parcial. En este caso, los estudios tendrán una duración máxima de cinco años desde la admisión al programa hasta la presentación de la tesis doctoral. A efectos del cómputo de estos plazos, se considerará que el momento de admisión es la primera matrícula de tutoría y el de presentación, el momento en que la Escuela de Doctorado formalice el depósito de la tesis doctoral.

La duración mínima del doctorado es de dos años, a contar desde la admisión del doctorando o doctoranda al programa hasta el depósito de la tesis doctoral para los doctorandos y doctorandas a tiempo completo, y de cuatro años para los doctorandos y doctorandas a tiempo parcial. Se podrá solicitar la exención de este plazo a la comisión académica del programa de doctorado, previa autorización del director o directora y del tutor académico o tutora académica de la tesis, siempre que concurran motivos justificados.

A efectos del cómputo de los períodos anteriores, no se tendrán en cuenta las bajas por enfermedad, embarazo o cualquier otra causa prevista por la normativa vigente. El estudiante o la estudiante que se encuentre en cualquiera de las situaciones especificadas deberá comunicarlo a la comisión académica del programa de doctorado, que, en su caso, informará a la Escuela de Doctorado. El doctorando o doctoranda podrá solicitar la baja temporal del programa por un periodo máximo de un año, ampliable hasta un año más. La solicitud, justificada, se dirigirá a la comisión académica del programa de doctorado, que deberá resolver si se concede la baja temporal solicitada. Cada programa deberá establecer las condiciones de readmisión al doctorado.

Prórroga de los estudios
En el caso de los estudios a tiempo completo, si una vez transcurrido el plazo de tres años no se ha presentado la solicitud de depósito de la tesis doctoral, la comisión académica del programa podrá autorizar la prórroga de dicho plazo por un año más en las condiciones establecidas en el programa. En el caso de los estudios a tiempo parcial, podrá autorizarse la prórroga por dos años más. Tanto en el caso de los estudios a tiempo completo como en los estudios a tiempo parcial, excepcionalmente y a solicitud motivada de la comisión académica del programa, la Comisión Permanente de la Escuela de Doctorado podrá ampliar la prórroga por un año más adicional.

Baja del programa de doctorado
Son motivo de baja de un programa de doctorado:

• La solicitud motivada del doctorando o doctoranda de la baja del programa.
• El agotamiento del plazo máximo de permanencia y de las prórrogas correspondientes que hayan sido autorizadas.
• No haber formalizado la matrícula anual en cada curso (excepto que haya sido autorizada una baja temporal).
• Obtener dos evaluaciones consecutivas no satisfactorias.
• Tener expedientes disciplinarios con una resolución de desvinculación de la UPC.

La baja del programa implica que el doctorando o doctoranda no podrá seguir en el mismo y el cierre de su expediente académico. No obstante, podrá solicitar su readmisión a la comisión académica del programa, que, de acuerdo con los criterios establecidos en la normativa, deberá volver a valorar dicho acceso.

Ayudas de matrícula

Organización

• Masip Bruin, Xavier

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

• Departamento de Arquitectura de Computadores (PROMOTORA)

Unidad de Doctorado - UTGCNTIC. C. Jordi Girona, 1-3. Edificio B4-003 (Campus Nord)
Tel.: 934 054 198
Correo electrónico: doctorat.ac@upc.edu

Convenios con otras instituciones

BSC (Barcelona Supercomputing Center)

Perfil de acceso

Requisitos de acceso

Para el acceso a un programa oficial de doctorado será necesario estar en posesión de los títulos oficiales españoles de grado, o equivalente, y de máster universitario, o equivalente, siempre que se hayan superado, como mínimo, 300 créditos ECTS en el conjunto de estas dos enseñanzas. (Real decreto 43/2015, de 2 de febrero)

Así mismo, podrán acceder aquellas personas que se encuentran en alguno de estos otros supuestos:

• Poseer un título universitario oficial español o de otro país integrante de l’EEES que habilite para el acceso a estudios de máster, de acuerdo con lo establecido por el artículo 16 del Real Decreto 1393/2007, de 29 de octubre, por el que se establece la ordenación de las enseñanzas universitarias oficiales, y haber superado un mínimo de 300 créditos ECTS en el conjunto de estudios universitarios oficiales, de los cuales como mínimo 60 han de ser estudios de máster.
• Poseer un título oficial español de graduado o graduada, cuya duración, de acuerdo con las normas de derecho comunitario, sea, como mínimo, de 300 créditos ECTS. Estas personas deberán cursar con carácter obligatorio los complementos de formación, excepto que el plan de estudios del correspondiente título de grado incluya créditos de formación en investigación equivalentes en cuanto a valor formativo a los créditos en investigación procedentes de estudios de máster.
• Poseer un título universitario y, con la obtención previa de una plaza en formación en la prueba de acceso correspondiente a plazas de formación sanitaria especializada, haber superado con una evaluación positiva como mínimo dos años de formación de un programa para la obtención del título oficial de alguna de las especialidades en ciencias de la salud.
• Haber obtenido un título de sistemas educativos extranjeros, sin que sea necesaria su homologación, con la comprobación previa de la UPC de que dicho título acredita un nivel de formación equivalente a la del título oficial español de máster universitario y que faculta en el país expedidor del título al acceso a estudios de doctorado. Esta admisión no implicará, en ningún caso, la homologación del título previo que posea la persona interesada ni su reconocimiento a ningún otro efecto que el de acceso a enseñanzas de doctorado.
• Poseer otro título español de doctor o doctora obtenido de acuerdo con ordenaciones universitarias anteriores.

Nota 1: Normativa de acceso a los estudios de doctorado para las personas tituladas de licenciatura, ingeniería o arquitectura conforme al sistema anterior a la entrada en vigor del EEES (CG 47/02 2014)

Nota 2: Acuerdo núm. 64/2014 del Consejo de Gobierno por el que se aprueba el procedimiento y los criterios de valoración de los requisitos académicos de admisión al doctorado con estudios extranjeros no homologados (CG 25/03 2014)

Criterios de admisión y valoración de méritos

Así, con el fin de garantizar el perfil adecuado de los candidatos en el proceso de admisión en un entorno académico altamente heterogéneo, el programa ha modificado su procedimiento interno de admisión y establece de forma general los requisitos para la admisión divididos en dos apartados, formal y conceptual, el primero de los cuales excluye del segundo.

Análisis formal (AF):

Consiste en la presentación de los requisitos establecidos en la regulación administrativa del programa para cualquier estudiante que solicite la admisión. Se centran en disponer del nivel de estudios necesario, así como en la contabilización de los créditos requeridos. El no cumplimiento de este apartado es motivo directo de no admisión en el programa.

Análisis conceptual (AC):

Se incluyen los aspectos relacionados con el grado de conocimiento del candidato y sus capacidades, así como el potencial interés por parte de un grupo de investigación en el trabajo a realizar. Los requisitos en este apartado son los siguientes:

• TI: Título en ingeniería afín a la temática del programa, especialmente en informática o telecomunicaciones. No obstante, el programa admite también en casos excepcionales perfiles en otras áreas, como por ejemplo Licenciatura en Matemáticas y Máster en Computer Science.

• GD: Disponer de un grupo de investigación vinculado al programa, así como de un director/tutor o directora/tutora para realizar la tesis doctoral.

• BA: Experiencia o conocimiento explícito en el área, por ejemplo, en base a la realización de un trabajo de fin de máster en el área temática, realización de colaboraciones en algún grupo en el área de trabajo, etc.

• IN: Amplios conocimientos de inglés, certificado con pruebas globalmente admitidas (TOEFL, etc.)

• FI: Posible financiación del estudiante, bien sea en origen o por parte del grupo en el que se realizaría el trabajo de tesis.

Como resultado, la admisión se considerará en base al resultado de la siguiente expresión:
Admisión: AF*(0,1TI+0,4GD+0,1BA+0,2IN+0,2FI).

Complementos formativos

Con el fin de garantizar que los estudiantes admitidos al programa disponen de los conocimientos necesarios para garantizar en mayor medida su correcto desarrollo, la Comisión Académica del Programa de Doctorado podrá exigir, en función del perfil de ingreso de los doctorandos, que deban superarse complementos de formación específicos. En ese caso, la propia Comisión realizará un seguimiento de los complementos cursados y establecerá los criterios convenientes para limitar su duración. Los complementos pueden ser de formación investigadora o de formación transversal, pero nunca podrá exigirse a los doctorandos la matrícula de una cantidad igual o superior a 60 ECTS. Teniendo en cuenta el Documento de Actividades del Doctorando, la Comisión podrá proponer medidas complementarias a las que establece la presente normativa que conduzcan a la desvinculación de los doctorandos que no alcancen los criterios establecidos.

Así pues, el Programa de Doctorado puede requerir a los candidatos la realización de ciertos complementos de formación para adecuar en la mayor medida posible su perfil a los requerimientos en cuanto a conocimientos necesarios para realizar con normalidad los estudios de doctorado. La cantidad de complementos de formación a realizar dependerá de la formación presentada por los estudiantes y puede requerir la realización de 18 o 30 ECTS adicionales, en base a los siguientes aspectos: 

• Los créditos de formación se corresponderán con 3 o 5 asignaturas de nivel de máster, seleccionadas de cursos de másters enlazados con el Programa de Doctorado. 

• La decisión del volumen de créditos a cursar será tomada por la Comisión Académica del PD de acuerdo con el perfil de los candidatos mostrado por las asignaturas cursadas en su título de ingreso al Doctorado, y por tanto ante la detección de posibles lagunas de conocimiento. Esta decisión no se estima en unos parámetros absolutos, dado que la casuística es muy amplia, porque comprende no tan solo el nombre de las asignaturas, sino también las horas cursadas por asignatura, los contenidos temáticos de estas e incluso una referencia de la universidad de origen. Para ello se realiza un análisis de los temarios de las asignaturas con especial detalle en los tiempos asignados en los temarios. 

• La selección de las asignaturas concretas a cursar será tomada de forma consensuada por la Comisión Académica del PD junto con el tutor o la tutora del estudiante, de acuerdo a dos principios básicos: i) Incrementar el conocimiento de los candidatos en áreas en las cuales se detecte una carencia de conocimiento; ii) Incrementar el conocimiento en el área en la cual los estudiantes vayan a desarrollar su tesis doctoral.

Periodo de matrícula de los nuevos doctorandos

La primera matrícula en el Programa de Doctorado se deberá realizar dentro del plazo especificado en la resolución de admisión.
Excepto que se indique expresamente lo contrario, las matrículas correspondientes a las resoluciones de admisión emitidas con posterioridad a la segunda quincena de abril deberán ser realizadas dentro del período ordinario de matrícula del año académico en curso. 

Más información en la sección de matrícula para nuevos doctorandos

Periodo de matrícula

Periodo ordinario de matrícula (segundas matrículas y sucesivas): Se deberán realizar durante la primera quincena de octubre.

Más información en la sección general de matrícula

Procedimiento para la elaboración y defensa del plan de investigación

El doctorando o doctoranda debe elaborar un plan de investigación, antes de finalizar el primer año, que se incluirá en el documento de actividades del doctorando o doctoranda. Este plan, que podrá ser mejorado a lo largo de los estudios de doctorado, deberá ser avalado por el tutor o tutora y por el director o directora, y deberá incluir la metodología que se utilizará, así como los objetivos que se desean alcanzar con la investigación.

Como mínimo una de las evaluaciones anuales ha de prever una exposición y defensa pública del plan de investigación y del estado del trabajo realizado ante un tribunal compuesto por tres doctores o doctoras, de acuerdo con lo que determine cada comisión académica. Dicho tribunal emitirá un acta con la calificación de satisfactorio o no satisfactorio. La evaluación positiva del plan de investigación es un requisito indispensable para continuar en el programa de doctorado. En caso de evaluación no satisfactoria, el doctorando o doctoranda dispondrá de un plazo de seis meses para elaborar y presentar un nuevo plan de investigación, que será evaluado por la comisión académica del programa de doctorado.

Esta misma comisión se encargará de evaluar anualmente el plan de investigación, así como el resto de evidencias incluidas en el documento de actividades del doctorando o doctoranda. Dos evaluaciones consecutivas no satisfactorias del plan de investigación comportarán la baja definitiva del programa.

En caso de que el doctorando o doctoranda cambie de tema de tesis deberá presentar un nuevo plan de investigación.

Actividades formativas del programa

De forma general, se consideran de suma importancia para la formación y seguimiento del estudiante las horas de tutoría. Se realiza una estimación de asignación real de tutorías en base a los siguientes elementos:

Nombre de la actividad: Tutoría.

Horas: 2h/semana × 48 semanas lectivas × 3 años = 288 horas. 

Carácter: obligatoria.

En estas horas de tutoría los estudiantes tendrán sesiones semanales de discusión y guía con su tutor o tutora, quien le puede encauzar el trabajo realizado, en base tanto a los resultados obtenidos como a las previsiones realizadas, en la forma que mejor se adecue a los objetivos esperados en la tesis. El tutor o la tutora puede, además, en estas horas, discutir con los estudiantes los posibles grupos de investigación que estén trabajando en una área común y puedan estar interesados en interactuar con el trabajo a realizar por los estudiantes o a los cuales sea interesante ponerse en contacto para colaborar. Estas tutorías incluyen también reuniones internas con otros miembros del grupo de investigación para tratar aspectos comunes de investigación.

Esta actividad se realizará durante todo el tiempo requerido por los estudiantes para realizar su tesis doctoral, que se estima en tres años.

Procedimiento de asignación de tutor y director de tesis

La comisión académica del programa asignará un director o directora de tesis a cada doctorando o doctoranda en el momento de la admisión o en la primera matrícula, según el compromiso de dirección de la resolución de admisión al programa.

El director o directora de tesis es la persona responsable de la coherencia e idoneidad de las actividades de formación, del impacto y la novedad en su campo de la temática de la tesis doctoral y de la guía en la planificación y su adecuación, en su caso, a la de otros proyectos y actividades donde se inscriba el doctorando o doctoranda. Por norma general, el director o directora de la tesis será un profesor o profesora o un investigador o investigadora miembro de la Universitat Politècnica de Catalunya que posea el título de doctor o doctora y experiencia investigadora acreditada. Este concepto incluye al personal doctor de las entidades vinculadas a la UPC, según la decisión del Consejo de Gobierno, y de institutos de investigación adscritos a la UPC, de acuerdo con los respectivos convenios de colaboración y de adscripción. Cuando el director o directora es personal de la UPC también actúa como tutor o tutora.

Aquellos doctores o doctoras a los que, por razón de la su relación contractual o la entidad de adscripción, no les sean de aplicación los conceptos anteriores, deberán recibir un informe positivo de la Comisión Permanente de la Escuela de Doctorado de la UPC para poder formar parte del programa de doctorado como investigador o investigadora con investigación acreditada.

La comisión académica del programa de doctorado podrá aprobar la designación de un doctor o doctora experto que no pertenezca a la UPC como director o directora. En ese caso, será necesaria la autorización previa de la Comisión Permanente de la Escuela de Doctorado de la UPC, así como la propuesta de un doctor o doctora con experiencia investigadora acreditada de la UPC, que actuará como codirector o codirectora o, en caso de que no exista, como tutor o tutora.

El director o directora de tesis podrá renunciar a la dirección de la tesis doctoral, siempre que concurran razones justificadas apreciadas per la comisión. En ese caso, la comisión académica del programa de doctorado asignará al doctorando o doctoranda un nuevo director o directora.

La comisión académica del programa de doctorado, una vez oído el doctorando o doctoranda, podrá modificar el nombramiento del director o directora de tesis en cualquier momento del período de realización del doctorado, siempre que concurran razones justificadas.

En caso de que existan motivos académicos que lo justifiquen (interdisciplinariedad temática, programas conjuntos o internacionales, etc.) y que la comisión académica del programa lo acuerde, se podrá asignar un codirector o codirectora de tesis adicional. El director o directora y el codirector o codirectora tendrán las mismas competencias y el mismo reconocimiento académico.

El número máximo de supervisores que puede tener una tesis doctoral es de dos: un director o directora y un codirector o codirectora.

Para tesis en régimen de cotutela y de doctorado industrial, en caso de que sea necesario y esté establecido por el convenio, se podrá acordar no aplicar ese número máximo. No obstante, el número máximo de directores o directoras que pueden pertenecer a la UPC es de dos.

Más información en la sección de tesis doctorales

Permanencia

En el caso de los estudios a tiempo completo, en caso de que una vez transcurrido el plazo de tres años no se haya presentado la solicitud de depósito de la tesis doctoral, la comisión académica del programa podrá autorizar la prórroga de dicho plazo por un año más en las condiciones que la Normativa académica de los estudios de doctorado de la Universitat Politècnica de Catalunya haya establecido en el programa. En el caso de los estudios a tiempo parcial, la prórroga podrá ser autorizada por dos años más. Tanto en el caso de los estudios a tiempo completo como en el de los estudios a tiempo parcial, excepcionalmente y a solicitud motivada de la comisión académica del programa, la Comisión Permanente de la Escuela de Doctorado podrá ampliar la prórroga otro año adicional.

Son motivo de baja de un programa de doctorado:

• La solicitud motivada del doctorando o doctoranda de la baja del programa.
• El agotamiento del plazo máximo de permanencia y de las prórrogas correspondientes que hayan sido autorizadas.
• No haber formalizado la matrícula anual en cada curso (excepto en el caso de que haya sido autorizada una baja temporal).
• Obtener dos evaluaciones consecutivas no satisfactorias.
• Tener expedientes disciplinarios con una resolución de desvinculación de la UPC.

La baja del programa implicará que el doctorando o doctoranda no podrá seguir en el mismo y el cierre de su expediente académico. No obstante, podrá solicitar la readmisión a la comisión académica del programa, que, de acuerdo con los criterios establecidos en la normativa, deberá volver a valorar su acceso.

Mención Internacional

El título de doctor o doctora puede incluir la mención internacional. En este caso, el doctorando o doctoranda deberá cumplir los siguientes requisitos:

a) A lo largo de la etapa formativa necesaria para obtener el título de doctor o doctora, el doctorando o doctoranda deberá haber realizado una estancia mínima de tres meses en una institución de enseñanza superior o centro de investigación de prestigio fuera de España, para cursar estudios o llevar a cabo trabajos de investigación. La estancia y las actividades deberán estar avaladas por el director o directora y deberán estar autorizadas por la comisión académica del programa, y será necesario su acreditación con el correspondiente certificado expedido por la persona responsable del grupo de investigación del organismo u organismos donde se haya realizado. Esta información se incorporará al documento de actividades.
b) Una parte de la tesis, como mínimo el resumen y las conclusiones, deberán haberse redactado y presentado en una de las lenguas habituales para la comunicación científica en su campo de conocimiento y diferente de las que son oficiales en España. Esta norma no se aplicará en caso de que la estancia, los informes y los expertos procedan de un país de habla hispana.
c) La tesis deberá incluir el informe previo, acreditado oficialmente, de un mínimo de dos doctores o doctoras expertos que pertenezcan a alguna institución de enseñanza superior o centro de investigación no español.
d) Como mínimo un doctor o doctora experto, perteneciente a una institución de enseñanza superior o de investigación no español y que no sea la persona responsable de la estancia (apartado a), deberá haber formado parte del tribunal de evaluación de la tesis.
e) La defensa de la tesis deberá haber tenido lugar en las instalaciones de la UPC o, en el caso de programas conjuntos, en el lugar indicado en el convenio de colaboración.

Listado de tesis autorizadas para defensa

• RIVAS BARRAGAN, DANIEL: Optimizing edge cloud deployments for video analytics
  
  Autor/a: RIVAS BARRAGAN, DANIEL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 21/07/2022
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: CARRERA PÉREZ, DAVID | GUIM BERNAT, FRANCESC
  Tribunal:
       PRESIDENT: RODERO CASTRO, IVAN
       SECRETARI: CORBALAN GONZALEZ, JULITA
       VOCAL: KERTESZ, ATTILA
  Resumen de tesis: A mesura que el nostre món digital i la nostra realitat física s'entremesclen, nosaltres, com a usuaris, esperem cada vegada més una interacció en temps real on i quan vulguem. Els nous serveis d'Internet requereixen una latència més baixa que la que pot oferir un centre de dades situat a centenars de quilòmetres de distància, al mateix temps que generen més dades dels que pot absorbir el backhaul de la xarxa. En conseqüència, els recursos s'estan traslladant a la vora de la xarxa per a crear un nou tipus d'infraestructura de núvol altament distribuït: el edge cloud.Els desplegaments en el edge difereixen dels desplegaments en un cloud tradicional en dos punts crucials que, junts, plantegen nous reptes. En primer lloc, les possibles localitzacions estan restringides per la quantitat de recursos que poden albergar, la qual cosa limita els serveis que poden oferir. A més, això estreta l'espectre de plataformes entre les quals triar en dissenyar desplegaments, el que augmenta l'heterogeneïtat de la infraestructura en el seu conjunt. És a dir, coexistiran nodes amb recursos limitats al costat de potents nodes de servidor amb acceleració hardware, no dins de la mateixa ubicació, sinó de la mateixa xarxa. Els serveis han de tenir en compte aquesta heterogeneïtat i adaptar-se a ella de manera transparent. En segon lloc, a diferència de les ubicacions tradicionals en el núvol, l'agregació d'usuaris està limitada a la vora de la xarxa, ja que cada ubicació proporciona servei només a la seva regió geogràfica designada. En conseqüència, els proveïdors de serveis s'enfronten al repte de comprendre l'impacte de considerar la localitat, l'heterogeneïtat i els requisits computacionals dels seus serveis en dissenyar noves infraestructures.Entre tots els casos d'ús que s'espera proporcionar des del edge, un destaca sobre la resta. Vídeo analytics (anàlisi automàtica de vídeo) és ja avui dia el principal cas d'ús en el edge cloud a causa dels seus estrictes requisits de latència i a la gran quantitat d'amplada de banda que genera contínuament. De fet, el edge cloud és considerat un accelerador necessari perquè vídeo analytics sigui viable a escala. Desgraciadament, l'anàlisi de vídeo és una tasca computacionalment costosa, que sovint requereix d'acceleració per hardware per a proporcionar rendiment en temps real a un únic usuari. En un context en el qual els recursos es fan més escassos com més a prop estan de la vora de la xarxa, aquest cost supera fàcilment el que la infraestructura pot suportar tret que s'optimitzi tot el flux de treball. Per això, són necessàries noves tècniques que permetin proporcionar vídeo analytics des de nodes limitats sense comprometre l'experiència d'usuari mentre es maximitza la utilització dels recursos allí on aquests són més escassos.En aquest context, aquesta tesi contribueix a l'optimització dels desplegaments destinats a donar servei de vídeo analytics a través d'infraestructures edge distribuïdes al llarg de la xarxa i amb recursos limitats. A aquest efecte, aquesta tesi contribueix a l'estat de l'art mitjançant (C1) la caracterització de vídeo analytics en un conjunt heterogeni de plataformes hardware, cadascuna d'elles associada a un arquetip de localització edge cloud diferent; (C2) la presentació d'un framework novell que permet accelerar els desplegaments a gran escala aprofitant el potencial d'una interacció híbrida entre el edge i un cloud centralitzat en optimitzar automàticament xarxes neuronals mitjançant la seva especialització en el context específic en el qual seran desplegades; i, finalment, (C3) la proposta d'un mètode novell per a permetre que l'anàlisi de vídeo es distribueixi massivament al llarg de diferents localitzacions edge.En conjunt, les contribucions d'aquesta tesi defineixen els requisits hardware d'un edge cloud heterogeni (C1) i obren la porta a noves maneres d'adaptar, optimitzar (C2) i dist
  

Última actualización: 24/09/2022 04:45:16.

Listado de tesis en depósito

• GUTIÉRREZ TORRE, ALBERTO: Distributed cloud-edge analytics and machine learning for transportation emissions estimation
  
  Autor/a: GUTIÉRREZ TORRE, ALBERTO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 19/09/2022
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: BERRAL GARCÍA, JOSEP LLUÍS | CARRERA PÉREZ, DAVID
  Tribunal:
       PRESIDENT: VITRIÀ I MARCA, JORDI
       SECRETARI: MUJAL COLILLES, ANNA
       VOCAL: GUIM BERNAT, FRANCESC
  Resumen de tesis: En los últimos años, IoT y las Smart Cities se han convertido en un paradigma popular de computación que se basa en dispositivos conectados a la red que proporcionan diferentes funcionalidades, desde medidas de sensores hasta acciones domóticas. Con este paradigma, es posible tener información en casitiempo real, como por ejemplo la contaminación actual de la ciudad. Junto con los paradigmas mencionados, Fog Computing permite computar cerca de donde se producen los datos, es decir, los nodos Edge. Este paradigma proporciona baja latencia y tolerancia a fallos dada la posible independencia de los dispositivos sensores.Esta posibilidad puede ser beneficiosa en muchas situaciones, sin embargo, requiere incluir en el Edge los procesos de preparación de datos que aseguran la idoneidad para su uso, ya que los datos entrantes pueden ser erróneos. Ante esta situación, el Machine Learning es útil para corregir datos y también para producir predicciones de los valores futuros. A pesar de que se han realizado estudios sobre los usos de los datos en el Edge, hasta donde sabemos, no hay una evaluación de las diferentes situaciones de modelado y la viabilidad del enfoque. Por lo tanto, esta tesis tiene como objetivo evaluar la posibilidad deconstruir un sistema distribuido que garantice que los datos sean correctos a través de su preparación con Machine Learning. También el sistema deberá estimar las emisiones y predecir el estado futuro de la ciudad de una manera casi en tiempo real. La viabilidad se evalúa a través a través de trescontribuciones.La primera contribución se centra en escenario distribuido con un conjunto de datos de tráfico vial que proporciona una solución robusta para construir un modelo central. Este enfoque se basa en Federated Learning, que permite entrenar modelos en los nodos Edge y luego fusionarlos de forma centralizada. De esta manera, los modelos en el Edge pueden ser independientes, pero también se pueden sincronizar. Los resultados muestran la comparación de la precisión con un modelo central y uno distribuido y una comparación con dispositivos de bajo consumos contra servidores. Estos análisis muestran que es viable utilizar el Machine Learning en este paradigma.La segunda contribución se centra en un caso de uso particular de estimación de las emisiones de barcos. Para estimar las emisiones, los datos deben sercorrectos, cosa que no siempre pasa. Esta contribución explora las diferentes técnicas disponibles para corregir los datos del registro de barcos y propone el uso de técnicas simples de Machine Learning para hacer imputación de valores faltantes o erróneos. Esta contribución analiza las diferentes variables y surelación para proporcionar a los profesionales pautas para la corrección y el tratamiento de datos. Los resultados muestran que con el Machine Learning clásico es posible mejorar los resultados frente a métodos del estado del arte. Además, como estos algoritmos son lo suficientemente simples como para poder utilizarse en dispositivos Edge.La tercera contribución se centra en generar nuevas variables a partir de las disponibles con un conjunto de datos de trazabilidad de barcos obtenido delSistema AIS. Esto se hace utilizando en conjunto una red neuronal y un algoritmo de agrupación para agrupar los movimientos en patrones de movimiento o comportamientos. Se evalúa su funcionamiento para predecir el tipo de barco, la potencia del motor principal y el estado de navegación. Con esta predicción, nuestro sistema es capaz de detectar el 45% de las emisiones que no se detectan con métodos standard. Como el estado de navegación del barco es propenso a errores, los comportamientos encontrados se proponen como una variable alternativa basada en datos robustos.Estas contribuciones constituyen un marco para distribuir los procesos de aprendizaje y que resiste errores en la red con dispositivos de bajo consumo.
  

Última actualización: 24/09/2022 04:30:26.

Listado de tesis defendidas por año

• BARZEGAR, SIMA: Autonomous and reliable operation of multilayer optical networks
  
  Autor/a: BARZEGAR, SIMA
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674551
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 03/06/2022
  Director/a de tesis: VELASCO ESTEBAN, LUIS DOMINGO | RUIZ RAMÍREZ, MARC
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: SHARIATI, MOHAMMAD BEHNAM
       SECRETARI: JUNYENT GIRALT, GABRIEL
       VOCAL: CASTRO CASALES, ALBERTO ANDRÉS
  Resumen de tesis: Esta tesis doctoral se centra en la operación autónoma y confiable de redes ópticas multicapa.El primer objetivo se centra en la fiabilidad de la red óptica y propone métodos para el análisis del estado relacionados con la degradación de la calidad de la transmisión (QoT). Dicha degradación se produce por fallos en dispositivos ópticos y fibras en las redes de transporte de los operadores que no causan el corte de la señal. Comparamos el QoT estimado y medido en el transpondedor óptico mediante el uso de una herramienta de QoT basada en GNPy. Mostramos que los cambios en los valores de los parámetros de entrada del modelo QoT que representan los dispositivos ópticos pueden explicar las desviaciones y la degradación en el rendimiento de dichos dispositivos. Usamos ingeniería inversa para estimar el valor de aquellos parámetros que explican el QoT observado. Mostramos, mediante simulación, una gran anticipación en la detección, localización e identificación de fallas leves antes de afectar la red. Finalmente, validamos nuestro método de forma experimental y comprobamos la alta precisión en la estimación de los parámetros de los modelos.El segundo objetivo se centra en las redes ópticas multicapa, donde se utilizan conexiones ópticas (lightpaths) para conectar nodos de paquetes creando así enlaces virtuales (vLink). Específicamente, estudiamos cómo se pueden gestionar los lightpaths para proporcionar suficiente capacidad a la capa de paquetes sin efectos perjudiciales en su calidad de servicio (QoS), como retrasos adicionales o pérdidas de paquetes, y al mismo tiempo minimizar el consumo de energía. Estudiamos el funcionamiento autónomo de conexiones ópticas basadas en multiplexación de subportadoras digitales (DSCM) y proponemos soluciones para su funcionamiento autónomo. En particular, la combinación de dos módulos que se ejecutan en el nodo óptico y en el transpondedor óptico activan y desactivan subportadoras para adaptar la capacidad de la conexión óptica al tráfico de paquetes. El módulo que se ejecuta en el nodo óptico implementa la predicción para anticipar los cambios de tráfico. Nuestro estudio demuestra la viabilidad de la operación autónoma de DSCM y muestra un gran ahorro de consumo de energía.El objetivo final es la automatización de conexiones de capa de paquete (PkC). La automatización de la capacidad requerida por las PkC puede generar una mayor reducción de costes, ya que puede limitar los recursos utilizados en la capa óptica. Sin embargo, dicha automatización requiere un diseño cuidadoso para evitar cualquier degradación de QoS, lo que afectaría acuerdos de nivel de servicio (SLA) en el caso de que el flujo de paquetes esté relacionado con alguna conexión del cliente. Estudiamos la gestión autónoma de la capacidad del flujo de paquetes. Aplicamos RL y proponemos un ciclo de vida de gestión con tres fases: 1) un enfoque basado en umbrales auto ajustados para configurar la conexión hasta que se recopilen suficientes datos, lo que permite comprender las características del tráfico; 2) operación RL basada en modelos pre-entrenados con perfiles de tráfico genéricos; y 3) operación de RL en base a modelos entrenados con el tránsito observado. Mostramos que los algoritmos de RL ofrecen un desempeño deficiente hasta que aprenden las políticas óptimas, así cuando las características del tráfico cambian con el tiempo. El ciclo de vida propuesto proporciona un rendimiento notable desde el inicio de la conexión y muestra la robustez frente a cambios en el tráfico. La contribución es doble: 1) proponemos una solución basada en RL que muestra un rendimiento superior que la solución basada en predicción; y 2) debido a que los vLinks admiten conexiones de paquetes, se propone la coordinación entre las intenciones de ambas capas. En este caso, la intención de vLink utiliza las acciones realizadas por los PkC individuales. Los resultados mu
  

• BENEDICTE ILLESCAS, PEDRO: Smart hardware designs for probabilistically-analyzable processor architectures
  
  Autor/a: BENEDICTE ILLESCAS, PEDRO
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674151
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 07/04/2022
  Director/a de tesis: CAZORLA ALMEIDA, FRANCISCO JAVIER | LABARTA MANCHO, JESUS JOSE
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: PÉREZ CERROLAZA, JUAN MARTIN
       SECRETARI: MORETÓ PLANAS, MIQUEL
       VOCAL NO PRESENCIAL: JALLE IBARRA, JAVIER
  Resumen de tesis: Los Sistemas Empotrados de Tiempo-Real Crítico (SETRC), como los de los aviones, coches o trenes, requieren más i más rendimiento garantizado para satisfacer la demanda al alza de rendimiento para funciones complejas y avanzadas de software. Aunque el incremento en rendimiento puede ser adquirido utilizando técnicas de arquitectura de procesadores actualmente utilizadas en la Computación de Altas Prestaciones (CAP) i en los dominios convencionales, este uso presenta retos para el análisis del tiempo de software, un paso necesario en la verificación y validación de SETRC. Las memorias caches son conocidas por su gran impacto en rendimiento y, de hecho, los actuales SETRC incluyen multicores normalmente con diversos niveles de cache. En esta línea, esta Tesis tiene como objetivo mejorar el rendimiento garantizado de los SETRC utilizando técnicas para caches y utilizando métodos como la randomización del tiempo y proveyendo garantías probabilísticas de tiempo de ejecución de las tareas.En esta Tesis, primero nos centramos en mejorar la colocación y el reemplazo de caches para mejorar el rendimiento garantizado. Para la colocación, diferentes políticas son exploradas en un sistema cache multi-nivel, y se llega a una solución donde diversas de estas políticas son combinadas. Para el reemplazo, analizamos un escenario patológico que ninguna política actual tiene en cuenta, y proponemos varias políticas que solucionan este escenario patológico.Para caches compartidas en multicores, observamos que la contención es causada principalmente por escrituras privadas que van a través de la cache compartida, pero usar una política de escritura retardada pura también tiene sus consecuencias. Proponemos un enfoque híbrido para mitigar la contención. Sobre esta solución, la siguiente contribución ataca un problema causado por la necesidad de mecanismos de fiabilidad en SETRC. Implementar fiabilidad cerca del núcleo del procesador tiene un impacto significativo en rendimiento. Una solución basada en anticipación se propone para mitigar el impacto en rendimiento.La siguiente contribución propone el primer prefetcher hardware para SETRC con una jerarquía de caches arbitraria. Por primera vez, se da una definición y taxonomía de anomalías temporales para Análisis Temporal Basado en Medidas. Después, nos centramos en una anomalía temporal concreta que puede pasar con caches y ofrecemos una solución que la tiene en cuenta en las estimaciones del tiempo de ejecución.
  

• CALDERÓN TORRES, ALEJANDRO JOSUÉ: Real-time high-performance computing for embedded control systems
  
  Autor/a: CALDERÓN TORRES, ALEJANDRO JOSUÉ
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/675053
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 21/07/2022
  Director/a de tesis: KOSMIDIS, LEONIDAS | NICOLÁS RAMÍREZ, CARLOS FERNANDO
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: MOSHOVOS, ANDREAS
       SECRETARI: PEÑA MONFERRER, ANTONIO JOSE
       VOCAL NO PRESENCIAL: DURAK, UMUT
  Resumen de tesis: La industria de los sistemas de control en tiempo real avanza hacia la consolidación de múltiples sistemas informáticos en menos y más potentes sistemas, con el objetivo de reducir el tamaño, el peso y el consumo. La creciente demanda de un mayor rendimiento en otros dominios críticos, como la conducción autónoma, ha llevado a la industria a incluir recientemente GPU embebidas para la implementación de funcionalidades avanzadas. La arquitectura altamente paralela de las GPU también podría aprovecharse en la industria de los sistemas de control para desarrollar sistemas de control más avanzados, eficientes energéticamente y escalables. Sin embargo, la naturaleza privativa y no determinista de las GPUs complica el análisis de aprovisionamiento de recursos requerido para la implementación de sistemas críticos en tiempo real. Por otro lado, no hay indicios de la integración de las GPU en el ciclo de desarrollo tradicional de los sistemas de control, que está orientado al uso de un enfoque de diseño basado en modelos. Recientemente, algunos proveedores de herramientas de diseño basado en modelos han ampliado sus entornos de desarrollo con capacidades de generación de código de GPU dirigidas a plataformas informáticas híbridas, de modo que el entorno de diseño basado en modelos ahora permite el análisis simultáneo de funciones más complejas y diversas mediante la simulación y la automatización de la implementación para el objetivo final. Sin embargo, no hay indicación de si estas herramientas son adecuadas para el diseño y desarrollo de sistemas sensibles al tiempo.Motivados por estos desafíos, en esta tesis contribuimos al estado del arte de los sistemas de control en tiempo real hacia la adopción de GPUs integradas al proporcionar herramientas para facilitar el análisis de aprovisionamiento de recursos y la integración en el ciclo de desarrollo de diseño basado en modelos. Primero, presentamos una metodología y una herramienta automatizada para extraer las propiedades de los asignadores de memoria en GPUs. Esta herramienta permite el cómputo de la cantidad real de memoria utilizada por las aplicaciones GPU, facilitando un correcto análisis del aprovisionamiento de recursos. Luego, presentamos una librería que permite la caracterización del uso de memoria dinámica en aplicaciones de GPU. Usamos esta librería para caracterizar una serie de benchmarks GPU e identificamos patrones de asignación de memoria que podrían modificarse para mejorar el rendimiento y el consumo de memoria al utilizar GPUs embebidas. Con base en estos resultados, presentamos también una herramienta para optimizar el uso de la memoria dinámica en aplicaciones de GPU heredadas al ser ejecutadas en plataformas embebidas. Esta herramienta nos permite minimizar el consumo de memoria y la sobrecarga de administración de memoria de las aplicaciones GPU sin necesidad de reescribirlas. Posteriormente, analizamos el tiempo de los algoritmos de control ejecutados en GPUs embebidas e identificamos técnicas para lograr un comportamiento de tiempo real aceptable. Finalmente, evaluamos las herramientas de diseño basadas en modelos en términos de integración con hardware GPU y generación de código GPU, y proponemos mejoras para el código GPU generado por las herramientas basadas en modelos. Luego, presentamos una herramienta de transformación de código fuente para aplicar automáticamente al código generado las mejoras propuestas.
  

• ELSHAZLY, HATEM MOHAMED ABDELFATTAH EID: Programming model abstractions for optimizing I/O intensive applications
  
  Autor/a: ELSHAZLY, HATEM MOHAMED ABDELFATTAH EID
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/673638
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 28/01/2022
  Director/a de tesis: BADIA SALA, ROSA MARIA
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: JEANNOT, EMMANUEL
       SECRETARI: CORTÉS ROSSELLÓ, ANTONIO
       VOCAL NO PRESENCIAL: CARRETERO PÉREZ, JESÚS
  Resumen de tesis: Aquesta tesi contribueix des de la perspectiva dels models de programació basats en tasques als esforços d¿optimitzar les aplicacions intensives de I/O. Al llarg d'aquesta tesi, proposem abstraccions i mecanismes del model de programació que persegueixen un doble objectiu: per una banda, millorar la I/O i el rendiment total de les aplicacions a les complexes infraestructures d'emmagatzematge de l'actualitat. D'altra banda, aconsegueixi aquesta millora del rendiment sense augmentar la complexitat de la programació d'aplicacions. Els paràgrafs següents resumeixen cadascuna de les nostres contribucions.En primer lloc, proposem una sèrie d'abstraccions a què ens referim com a abstraccions de consciència de I/O. Un model de programació basat en tasques amb reconeixement d'I/O pot separar el maneig d'I/O i els càlculs en admetre Tasques d'I/O.L'execució d'aquestes tasques es pot superposar amb l'execució de tasques de càlcul. A més, proporcionem suport de model de programació per millorar el rendiment d'I/O en abordar el problema de la congestió d'I/O. Això s'aconsegueix mitjançant l'ús de restriccions d'amplada de banda d'emmagatzematge per controlar el nivell de paral·lelisme de tasques. Admetem dos tipus d'aquestes restriccions: estàtic i autoajustable.En segon lloc, proposem un conjunt de capacitats a què ens referim com a Consciència d'heterogeneïtat d'emmagatzematge. Un model de programació basat en tasques conscient de l'heterogeneïtat de l'emmagatzematge es basa en els conceptes i les abstraccions que s'introdueixen en la primera contribució per millorar el rendiment d'I/O de les aplicacions en sistemes d'emmagatzematge heterogenis. Més específicament, aquests models de programació admeten les característiques següents: (i)abstreure l'heterogeneïtat dels dispositius d'emmagatzematge i exposar-los com a recurs d'emmagatzematge jeràrquic. (ii) admetre la programació d'I/O dedicada. (iii) Finalment, presentem un mecanisme que descarrega automàticament i periòdicament les dades obsoletes de les capes d'emmagatzematge superiors a les capes d'emmagatzematge inferiors.En tercer lloc, proposem un model de programació híbrid que combina models de programació basats en tasques i MPI. En aquest model de programació, les tasques s'utilitzen per aconseguir un paral·lelisme de gra gruixut en infraestructures distribuïdes a gran escala, mentre que MPI es fa servir per obtenir un paral·lelisme de gra fi en paral·lelitzar l'execució de tasques.Un model d'aquest tipus de programació híbrid ofereix la possibilitat d'habilitar I/O paral·leles i biblioteques d'I/O d'alt nivell en tasques. Habilitem un model de programació híbrid d'aquest tipus en admetre tasques MPI natives que executen codi de tasca en lloc de trucar a binaris o scripts MPI externs. A més, la transferència de dades i el maneig d¿entrada / sortida es realitza d¿una manera completament transparent per als desenvolupadors d¿aplicacions. Per tant, augmenta els nivells de paral·lelisme alhoraque se'n facilita el disseny i la programació d'aplicacions.Finalment proposem un mecanisme Eager per alliberar dependències de dades. A diferència de l'enfocament tradicional per alliberar dependències, alliberar amb entusiasme les dependències de dades permet que les tasques successores s'alliberin per a la seva execució tan aviat com les dependències de dades estiguin llestes, sense haver d'esperar que les tasques predecessores acabin completament l'execució. Per tal de donar suport a l'alliberament ansiós de les dependències de dades, descrivim les següents modificacions centrals al disseny de models de programació basats en tasques: (i) definir i administrar les relacions de dependència de dades com a dependències conscients de paràmetres (ii ) un mecanisme per notificar la model de programació que s'ha generat una dada de sortida abans que finalitzi l'execució de la tasca de productor.
  

• GOMEZ CRESPO, CONSTANTINO: On the co-design of scientific applications and long vector architectures
  
  Autor/a: GOMEZ CRESPO, CONSTANTINO
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674412
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 23/05/2022
  Director/a de tesis: MANTOVANI, FILIPPO | CASAS GUIX, MARC
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: SUAREZ GARCIA, MARIA ESTELA
       SECRETARI: PALOMAR PÉREZ, OSCAR
       VOCAL NO PRESENCIAL: JIMBOREAN, ALEXANDRA
  Resumen de tesis: El panorama de las arquitecturas de los sistemas para la Computación de Alto Rendimiento (HPC, de sus siglas en inglés) sigue expandiéndose con nuevas tecnologías y complejidad adicional. Para mejorar la eficiencia de la próxima generación de dispositivos de computación, los arquitectos están buscando soluciones más allá de las CPUs. En 2021, los cinco supercomputadores más potentes del mundo utilizan aceleradores gráficos aplicados a propósito general (GP-GPU, de sus siglas en inglés) o CPUs diseñadas especialmente para aplicaciones HPC. En los próximos años, se espera que esta tendencia siga creciendo motivada por las demandas de más potencia de computación de la ciencia y la industria. A medida que las arquitecturas evolucionan, el ecosistema de herramientas y aplicaciones les debe seguir. Las decisiones eligiendo el número de núcleos por zócalo, las unidades de coma flotante por núcleo y el ancho de banda a través de la jerarquía de memoría entre otros, tienen un gran impacto en el consumo de energía y las capacidades de cómputo de los dispositivos. Para equilibrar las CPUs y los aceleradores, los diseñadores deben utilizar herramientas precisas para analizar y predecir el impacto de nuevas características de la arquitectura en el rendimiento de complejas aplicaciones científicas a gran escala. Dado semejante espacio de diseño, capturar y modelar con simuladores las complejas interacciones entre el software de sistema y los componentes de hardware es un reto desafiante. Además, las aplicaciones deben ser capaces de explotar tales diseños con agresivas capacidades de cómputo y ancho de banda de memoria. Los algoritmos y estructuras de datos deberán ser rediseñadas para exponer un alto grado de paralelismo de datos permitiendo así escalarlos en grandes sistemas. Por lo tanto, la siguiente generación de dispósitivos de cálculo será el resultado de un esfuerzo de codiseño tanto en hardware como en aplicaciones y soportado por avanzadas herramientas de simulación. En esta tesis, centramos nuestro trabajo en el codiseño de aplicaciones científicas y arquitecturas vectoriales largas. Extendemos significativamente una serie de herramientas para la simulación multiescala permitiendo así obtener estimaciones de rendimiento y potencia de sistemas HPC de gran escala. A través de simulaciones, exploramos el gran espacio de diseño de las tendencias actuales en HPC sobre un amplio rango de aplicaciones. Extraemos datos sobre la mejora y el consumo energético analizando las contrapartidas y las configuraciones óptimas para cada una de las aplicaciones. Describimos en detalle el proceso de optimización de dos aplicaciones en aceleradores vectoriales, obteniendo un rendimiento extraordinario a nivel de operaciones y completa utilización del ancho de memoria disponible. Con todo, ofrecemos recomendaciones empíricas a nivel de arquitectura y programación que servirán como instrucciones para diseñar mejor hardware y software para la siguiente generación de dispositivos de cálculo especializados.
  

• KELLER, KAI RASMUS: Resilience for large ensemble computations
  
  Autor/a: KELLER, KAI RASMUS
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674763
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 01/07/2022
  Director/a de tesis: BAUTISTA GOMEZ, LEONARDO ARTURO
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: COOPERMAN, GENE
       SECRETARI: MARTORELL BOFILL, XAVIER
       VOCAL NO PRESENCIAL: MENESES, ESTEBAN
  Resumen de tesis: Amb l¿increment de les capacitats de còmput dels supercomputadors, es poden simular models de sistemes físics encara més detallats, i es poden resoldre problemes de més grandària en qualsevol tipus de sistema numèric. Durant els últims vint anys, el rendiment dels clústers més ràpids ha passat del domini dels teraFLOPS (ASCI RED: 2.3 teraFLOPS) al domini dels pre-exaFLOPS (Fugaku: 442 petaFLOPS), i aviat tindrem el primer supercomputador amb un rendiment màxim que sobrepassa els exaFLOPS (El Capitan: 1.5 exaFLOPS). Les tècniques d¿ensemble experimenten un renaixement amb la disponibilitat d¿aquestes escales tan extremes. Especialment les tècniques més noves, com els filtres de partícules, se¿n beneficiaran. Els mètodes d¿ensemble actuals en climatologia, com els filtres d¿ensemble de Kalman, exhibeixen una dependència lineal entre la mida del problema i la mida de l¿ensemble, mentre que els filtres de partícules mostren una dependència exponencial. No obstant, juntament amb les oportunitats de poder computar massivament, apareixen desafiaments com l¿alt consum energètic i la necessitat de tolerància a errors. El temps de mitjana entre errors es redueix amb el nombre de components del sistema, i s¿espera que els errors s¿esdevinguin cada poques hores a exaescala. En aquesta tesis, explorem i desenvolupem tècniques per protegir grans càlculs d¿ensemble d¿errors. Presentem noves tècniques en punts de control diferencials, recuperació elàstica, punts de control totalment asincrònics i compressió de punts de control. A més, dissenyem i implementem un filtre de partícules tolerant a errors amb captació i emmagatzematge en caché de partícules de manera preventiva. I finalment, dissenyem i implementem un marc per la validació automàtica i l¿aplicació de compressió amb pèrdua en l¿assimilació de dades d¿ensemble. En total, en aquesta tesis presentem cinc contribucions, les dues primeres de les quals milloren les tècniques de punts de control més avançades, mentre que les tres restants aborden la resiliència dels càlculs d¿ensemble. Les contribucions representen tècniques independents de tolerància a errors; no obstant, també es poden utilitzar per a millorar les propietats de cadascuna. Per exemple, utilitzem la recuperació elàstica (segona contribució) per a mitigar la resiliència en un marc d¿assimilació de dades d¿ensemble en línia (tercera contribució), i construïm el nostre marc de validació (cinquena contribució) sobre la nostra implementació del filtre de partícules (quarta contribució). A més, demostrem que les nostres contribucions milloren la resiliència i el rendiment amb experiments en diverses arquitectures, com processadors Intel, IBM i ARM.
  

• MACIÀ SORROSAL, SANDRA: Towards a domain specific language for computational fluid dynamics in HPC
  
  Autor/a: MACIÀ SORROSAL, SANDRA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Embargo temporal
  Fecha de lectura: 26/05/2022
  Director/a de tesis: AYGUADÉ PARRA, EDUARD | BELTRAN QUEROL, VICENÇ
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: QUINTANA ORTI, ENRIQUE SALVADOR
       SECRETARI: MARTORELL BOFILL, XAVIER
       VOCAL NO PRESENCIAL: BULL, JONATHAN MARK
  Resumen de tesis: La informàtica d'alt rendiment (high-performance computing o HPC en anglès) evoluciona de manera vertiginosa.Els superordinadors són màquines cada vegada més potents i complexes que requereixen una gran experiència per a ser ben explotades.Actualment, els científics desenvolupen codis HPC utilitzant llenguatges de propòsit general (general purpose languages o GPL en anglès) i models de programació pa\-ral·le\-la.Tanmateix, aquestes abstraccions s'estan quedant curtes; desenvolupar mètodes numèrics avançats i estratègies de paral·lelització d'avantguarda requereix temps, esforç i coneixements profunds en informàtica, que no són ra\-o\-na\-bles en científics d'altres dominis.La productivitat científica s'ha convertit en un repte de recerca.Per a superar aquest repte, la ciència computacional necessita instruments per a facilitar la computació paral·lela, abstraient els científics de les complexitats HPC alhora que garantint l'explotació eficient i completa dels sistemes HPC.En aquest context, els llenguatges específics de domini (domain specific languages o DSL en anglès) són eines prometedores que integrant coneixements específics són capaces d'automatitzar parts del procés de desenvolupament de codi.En desacoblar la des\-cripció del problema de la implementació algorítmica, els DSL poden convertir-se en l'entorn de treball productiu que tant es necessita.La nostra tasca és superar els límits de les capacitats dels DSL i explorar els seus punts forts i les seves limitacions en entorns HPC.Per aconseguir-ho, ens centrem en el domini de la dinàmica de fluids computacional (computational fluid dynamics o CFD en anglès).El CFD és un camp de gran interès científic i essencial per a moltes branques de l'enginyeria i la indústria. A més de la seva àmplia aplicabilitat, els resultats s'obtenen a partir d'aproximacions numèriques, que poden ser molt precises en un temps i inversions raonables si els codis CFD exploten bé els recursos HPC.L'objecte d'aquesta tesi és el disseny i desenvolupament de Saiph, un DSL per CFD en HPC, que explora els límits de la usabilitat, l'abstracció numèrica i l'alt rendiment automatitzat.Aquesta investigació proporciona una eina d'alta productivitat que permet la transcripció directa de problemes de CFD i la generació de codi optimitzat i verificat matemàticament. Des del punt de vista numèric, Saiph ofereix mètodes numèrics d'alt ordre adequats que ofereixen resultats competitius altament precisos i estables.A més, Saiph combina els mètodes numèrics de forma automàtica, alliberant els usuaris de les complexitats numèriques associades.Finalment, l'ús automatitzat d'estratègies de paral·lelització proporciona codis paral·lels altament eficients i escalables, capaços d'explotar les màquines HPC actuals en els seus diferents nivells.Les tècniques de vectorització i organització de dades en blocs es combinen automàticament amb el paral·lelisme de memòria compartida i distribuïda mitjançant models \textit{fork-join} o basats en tasques i tècniques de descomposició de dominis, respectivament.Provem la viabilitat i els beneficis del DSL, demostrant que és una eina productiva i competitiva per a la comunitat científica.Així doncs, la filosofia dels DSL s'erigeix en metodologia de recerca prometedora per afrontar l'era Exascale.
  

• MAHDAVI, KAVEH: Enhanced clustering analysis pipeline for performance analysis of parallel applications
  
  Autor/a: MAHDAVI, KAVEH
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 28/07/2022
  Director/a de tesis: LABARTA MANCHO, JESUS JOSE
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: MILLER, BARTON
       SECRETARI: AYGUADÉ PARRA, EDUARD
       VOCAL NO PRESENCIAL: LARRAÑAGA MÚGICA, PEDRO
  Resumen de tesis: El análisis de conglomerados se usa ampliamente para estratificar datos en el mismo conglomerado cuando son similares según las métricas específicas. Nosotros puede usar el análisis de clúster para agrupar la ráfaga de CPU de una aplicación paralela ylas regiones en cada proceso intermedio llamadas de comunicación o llamadas al tiempo de ejecución paralelo. Los clusters resultantes obtenidos son las diferentes tendencias computacionales o fases que aparecen en la solicitud. Estos clusters sonútiles para entender el comportamiento de la parte de computación del aplicación y centrar los análisis en aquellos que presenten problemas de rendimiento. Aunque los algoritmos de agrupamiento basados en la densidad son una herramienta poderosa y eficiente para resumir este tipo de información, su La metodología tradicional de agrupación en clústeres guiada por el usuario tiene muchas deficiencias y deficiencias al tratar con la complejidad de los datos, la diversidad de estructuras dedatos, la alta dimensionalidad de los datos y el aumento dramático en la cantidad de datos. En consecuencia, el La mayoría de los algoritmos similares a DBSCAN tienen debilidades para manejar datos de alta dimensionalidad y/o densidad múltiple, y sonsensibles a su configuración de hiperparámetros. Además, extraer información de los clústeres obtenidos es una forma intuitiva y tarea manual Para mitigar estas debilidades, hemos propuesto un nuevo enfoque unificado para reemplazar el agrupamiento guiado por el usuario con un canalización de análisis de agrupamiento automatizado, llamada canalización de identificación e interpretación de clúster mejorada (ECII). para construir el tubería, proponemos técnicas novedosas que incluyen la selección robusta de características independientes, el mapa de curvatura del espacio de características, Análisis de componentes de la organización y ajuste de hiperparámetros para la selección de características, homogeneización de densidad, agrupación interpretación y selección de modelos, que son los componentes principales de nuestra canalización de aprendizaje automático.Esta tesis aporta cuatro nuevas técnicas al campo de Machine Learning con un caso de uso particular en el campo de Performance Analytics. La primera contribución es un enfoque novedoso no supervisado para la selección de características endatos ruidosos, llamado Robust Independent Feature. Selección (RIFS).Específicamente, elegimos un subconjunto de funciones que contiene la mayor parte de la información subyacente, utilizando el mismo criterios como el análisis de componentes independientes. Simultáneamente, el ruido se separa como un componente independiente. La segunda contribución de la tesis es un método de transformación multilineal paramétrica para homogeneizar densidades de clústeres mientras preservando la estructura topológica del conjunto de datos, llamado Mapa de Curvatura del Espacio de Características (FSCM). Presentamos un nuevo Gravitacional Mapa autoorganizado para modelar la curvatura del espacio característico conectando los conceptos de gravedad y estructura del espacio en el Algoritmo de mapa autoorganizado para describir matemáticamente la estructura dedensidad de los datos. Para homogeneizar la densidad del racimo, introducimos un mecanismo de mapeo novedoso para proyectar los datos del espacio curvo no euclidiano a un nuevo plano euclidiano espacio. La tercera contribución es un nuevométodo basado en topología para estudiar datos categorizados de alta dimensión potencialmente complejos mediante cuantificando sus formas y extrayendo información detallada de ellas para interpretar el resultado de la agrupación. presentamos nuestro Método de análisis de componentes de organización (OCA) para el estudio automático de forma arbitraria de conglomerados sin una suposición sobre el distribución de datos.
  

• PEREDO ANDRADE, OSCAR FRANCISCO: Large scale geostatistics with locally varying anisotropy
  
  Autor/a: PEREDO ANDRADE, OSCAR FRANCISCO
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674552
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 09/06/2022
  Director/a de tesis: HERRERO ZARAGOZA, JOSE RAMON
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: QUINTANA ORTI, ENRIQUE SALVADOR
       SECRETARI: AYGUADÉ PARRA, EDUARD
       VOCAL NO PRESENCIAL: ALIAGA ESTELLÉS, JOSE IGNACIO
  Resumen de tesis: Los métodos geoestadísticos clásicos se basan en la hipótesis de la estacionariedad, que permite aplicar muestreos repetitivos en diferentes lugares del dominio espacial, con el fin de obtener información suficiente para inferir distribuciones acumuladas. En caso de no estacionariedad, se observa anisotropía en los fenómenos físicos subyacentes. Esta característica se manifiesta como direcciones preferenciales de continuidad en los fenómenos, es decir, las propiedades son más continuas en una orientación que en otra. En el caso de la anisotropía local, cada ubicación del dominio en estudio puede presentar diferentes direcciones preferenciales de continuidad. El enfoque de anisotropía localmente variable (LVA) en geoestadística permite incorporar un campo de parámetros de anisotropía locales definidos para cada punto de dominio. Con esta entrada adicional, se pueden generar simulaciones espaciales más realistas, incluyendo características geológicas al modelo computacional como pliegues, vetas, fallas, entre otras. Desde el artículo seminal publicado por Boisvert y Deutsch (2011), según el conocimiento del autor, no se han desarrollado más análisis ni mejoras en el código público. Esto se debe en parte a que se deben aplicar técnicas de aceleración y paralelización a los núcleos internos de los códigos LVA de referencia. Se necesita mucho tiempo de ejecución para generar simulaciones de dominio a pequeña escala, lo que hace que las simulaciones de dominio a gran escala sean una tarea prohibitiva.Las contribuciones de esta tesis consisten en acelerar y paralelizar métodos de simulación geoestadística clásicos y basados en LVA, particularmente la simulación secuencial, que es uno de los métodos más comunes e intensivos en computación en el campo. Este hecho fue señalado recientemente por algunos de los principales autores en el campo, Gómez-Hernández y Srivastava (2021), lo que demuestra la relevancia de este trabajo en la actualidad. Se presentan dos algoritmos paralelos principales y una versión optimizada de una implementación de búsqueda de árbol kd, todos ellos aplicados a implementaciones de simulación secuencial clásicas y basadas en LVA. El primer algoritmo paralelo está relacionado con la simulación paralela de diferentes puntos del dominio, después de reorganizar el orden de simulación pero conservando los resultados exactos de una ejecución de un solo hilo. El segundo algoritmo paralelo está relacionado con la búsqueda paralela de puntos vecinos en el dominio, que se utilizará para resolver dependencias de datos para la simulación paralela de puntos. La búsqueda optimizada de kd-tree se utilizó en cada caso de prueba para reducir la complejidad computacional de las tareas de búsqueda de vecinos. Su implementación modificada reduce el número de instrucciones branching e introduce código especializado para acelerar la ejecución. El foco principal está en arquitecturas multi-núcleo usando OpenMP y técnicas de optimización aplicadas a códigos Fortran y C++.Además, también se aplicaron técnicas de aceleración y paralelización a aplicaciones auxiliares, como el cálculo de la ruta más corta en un grafo y el cálculo de variogramas en arquitecturas híbridas CPU/GPU utilizando códigos Fortran, C++ y CUDA. En la última aplicación, se desarrolló un modelo analítico y heurístico para estimar la distribución óptima de la carga de trabajo entre CPU y GPU en el contexto híbrido.Los resultados generales de este trabajo son un conjunto de aplicaciones que permitirán a los investigadores y profesionales acelerar la ejecución de sus experimentos, siendo sgsim, sisim, sgs-lva y sisim-lva los códigos acelerados. Se obtienen resultados finales de aceleración de 11x y 50x para códigos que no son LVA usando 16 hilos, y se obtienen 56x y 1822x para códigos LVA usando 20 hilos. Estas herramientas se pueden combinar con otras herramientas geoestadí
  

• RAMÍREZ LAZO, CRISTÓBAL: Adaptable register file organization for vector processors
  
  Autor/a: RAMÍREZ LAZO, CRISTÓBAL
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674224
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 04/04/2022
  Director/a de tesis: CRISTAL KESTELMAN, ADRIAN | RAMÍREZ SALINAS, MARCO ANTONIO
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: WEISER, URI
       SECRETARI: ARMEJACH SANOSA, ADRIÀ
       VOCAL: RATKOVIC, IVAN
  Resumen de tesis: Hoy en día existen dos tendencias principales en el diseño de procesadores vectoriales. Por un lado, tenemos procesadores vectoriales basados en vectores largos como el SX-Aurora TSUBASA que implementa vectores con 256 elementos (16384-bits) de longitud. Por otro lado, tenemos procesadores vectoriales basados en vectores cortos como el Fujitsu A64FX que implementa vectores de 8 elementos (512-bits) de longitud ARM SVE. Sin embargo, los diseños de vectores cortos son los más adoptados en los chips modernos. Esto es porque, para lograr alto rendimiento con muy alta eficiencia, las aplicaciones ejecutadas en diseños de vectores largos deben presentar abundante paralelismo a nivel de datos (DLP), lo que limita el rango de aplicaciones. Por el contrario, los diseños de vectores cortos son compatibles con un rango más amplio de aplicaciones. En sus orígenes, implementaciones basadas en vectores largos estaban enfocadas al HPC, mientras que las implementaciones basadas en vectores cortos estaban enfocadas en tareas de multimedia. Sin embargo, esas extensiones basadas en vectores cortos han evolucionado para adaptarse mejor a las necesidades de las aplicaciones modernas. Creemos que esta compatibilidad con un mayor rango de aplicaciones es una de las principales razones de construir máquinas paralelas basadas en vectores cortos. Los diseños de vectores cortos son eficientes en área y son compatibles con aplicaciones que soportan vectores largos; sin embargo, estos diseños de vectores cortos no son tan eficientes como los diseños de vectores largos cuando se ejecuta un código con alto DLP.En esta tesis, proponemos una novedosa arquitectura vectorial que combina la eficiencia de área y recursos que caracteriza a los procesadores vectoriales basados en vectores cortos, con la capacidad de mejorar en rendimiento cuando se presentan aplicaciones con alto DLP, como lo permiten las arquitecturas vectoriales basadas en vectores largos. En este contexto, presentamos AVA, una Arquitectura Vectorial Adaptable basada en vectores cortos (MVL = 16 elementos), capaz de reconfigurar el MVL al ejecutar aplicaciones con abundante DLP, logrando un rendimiento comparable a diseños basados en vectores largos. El diseño se basa en tres conceptos. Primero, una unidad de renombrado de dos etapas basada en un nuevo tipo de registros denominados registros vectoriales virtuales (VVR), que son un mapeo intermedio entre los registros lógicos y físicos y de memoria. En la primera etapa, los registros lógicos se renombran a VVR, mientras que, en la segunda etapa, los VVR se renombran a registros físicos. En segundo lugar, un VRF de dos niveles, que admite 64 VVR cuyo MVL se puede configurar de 16 a 128 elementos. El primer nivel corresponde a los VVR mapeados en los registros físicos contenidos en el banco de registros vectoriales físico (P-VRF) de 8 KB, mientras que el segundo nivel representa los VVR mapeados en los registros de memoria contenidos en el banco de registros vectoriales de memoria (M-VRF). Mientras que la configuración de referencia (MVL=16 elementos) contiene todos los VVR en el P-VRF, las configuraciones de MVL más largos contienen un subconjunto del total de VVR en el P-VRF y mapean la parte restante en el M-VRF. En tercer lugar, proponemos una novedosa unidad de colas de emisión de dos etapas. En la primera etapa se realiza el segundo nivel de mapeo entre los VVR y los registros físicos, mientras que en la segunda etapa se gestiona la emisión de instrucciones a ejecutar.Esta tesis también presenta un conjunto de herramientas para diseñar y evaluar arquitecturas vectoriales. Primero, un modelo de arquitectura vectorial parametrizable implementado en el simulador gem5 para evaluar novedosas ideas. Segundo, un modelo de arquitectura vectorial implementado en McPAT para evaluar las métricas de potencia y área. Finalmente, presentamos RiVEC, una colección de diez aplicaciones vectorizadas enfocadas en evaluar arquit
  

• RASOL, KURDMAN ABDULRAHMAN RASOL: Flexible architecture for the future internet scalability of SDN control plane
  
  Autor/a: RASOL, KURDMAN ABDULRAHMAN RASOL
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/673562
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 28/01/2022
  Director/a de tesis: DOMINGO PASCUAL, JORDI
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: MANZONI, PIETRO
       SECRETARI: PERELLO MUNTAN, JORDI
       VOCAL NO PRESENCIAL: MARZO LAZARO, JOSE LUIS
  Resumen de tesis: SDN separan el plano de control del plano de datos. El enfoque inicial de SDN implica un único controlador centralizado, que puede no escalar adecuadamente a medida que una red crece en tamaño. Los controladores distribuidos han surgido para abordar las desventajas de un único controlador centralizado. Uno de los retos de investigación más importantes para las arquitecturas de controladores distribuidos es la gestión eficaz de los controladores, que incluye la asignación de suficientes controladores en las ubicaciones adecuadas. Para hacer frente a estos problemas, realizamos las siguientes contribuciones principales:Esta tesis amplía el método de resolución del Problema de Colocación de Controles basado en los algoritmos K-means yK-center para incluir un Problema de Colocación de Controladores Jerárquicos, situado en un nivel alto de Super-controladores, un nivel medio de Controladores Maestros, y el nivel más bajo de controladores de dominio. La métrica de optimización es la latencia entre el controlador y los conmutadores asignados al mismo. . La arquitectura y la metodología propuestas se implementan utilizando la topología de las NREN de Europa Occidental del Topology Zoo. La topología completa de la red se divide en clústeres, y se determina el número óptimo de controladores de dominio y su colocación para cada clúster. La optimización de la colocación de los MC determina el número óptimo de MC y su colocación óptima. Como segunda contribución, se define una latencia acumulada para resolver el CPP, que tiene en cuenta tanto la latencia entre el controlador y conmutadores como la latencia entre los controladores. Bajo la restricción de la latencia, se formula un problema de optimización según la programación lineal de enteros mixtos. El objetivo es reducir la latencia acumulada al tiempo que se reduce el número de controladores de la red y se optimiza su ubicación para lograr un equilibrio óptimo. El rendimiento del método desarrollado se evalúa en la topología de OS3E. Para lograr el tercer objetivo, se desarrolló una métrica que incluye la fiabilidad. La latencia de la comunicación entre controladores también debe tenerse en cuenta, ya que un bajo retardo entre controladores y conmutadores no siempre implica un corto retardo entre controladores para una determinada ubicación de los mismos. Como tercera contribución, proponemos una nueva métrica para el CPP para mejorar la fiabilidad de los controladores que tiene en cuenta tanto la latencia de la comunicación como la fiabilidad de la comunicación entre los conmutadores y los controladores, así como entre los controladores. Se tiene en cuenta la fiabilidad cuando falla un solo enlace. Este aspecto concluye con la identificación de la ubicación óptima de los controladores para lograr bajas latencias en el tráfico del plano de control. El objetivo es reducir la latencia media. Como cuarta contribución, este estudio evalúa el modelo de optimización Joint Latency and Reliability-aware Controller Placement (LRCP). Como métrica de evaluación, la latencia del plano de control se define como la suma de la latencia media entre conmutadores y controladores y la latencia media entre controladores. La latencia del plano de control, utilizando las latencias reales de la topología de la red, se calcula para cada ubicación óptima en la red. En el caso de un fallo de un enlace, se calcula y evalúa la CPL real para las colocaciones de LRCP con el fin de determinar lo buenas que son las colocaciones de LRCP. Las métricas CPL se utilizan para comparar las métricas de latencia y fiabilidad con otros modelos. Este estudio demuestra que las metodologías desarrolladas para redes a gran escala son muy potentes en cuanto a la búsqueda de todas las ubicaciones factibles de los controladores mientras se evalúan los resultados. Además, en comparación con los trabajos anteriores, que incluyen la latencia entre controladores y l
  

• SANCHEZ VERDEJO, ROMMEL: HPC memory systems: Implications of system simulation and checkpointing
  
  Autor/a: SANCHEZ VERDEJO, ROMMEL
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/673620
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 04/02/2022
  Director/a de tesis: RADOJKOVIC, PETAR
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: MARAZAKIS, EMMANOUIL (MANOLIS)
       SECRETARI: MARTORELL BOFILL, XAVIER
       VOCAL NO PRESENCIAL: ZIVANOVIC, DARKO
  Resumen de tesis: El sistema de memoria es el mayor contribuidor de los desafíos actuales en el campo de la arquitectura de ordenadores como lo son los cuellos de botella en el rendimiento de las aplicaciones, así como los costos operativos en los grandes centros de datos. Con la llegada de tecnologías emergentes de memoria, existe una invitación para que los investigadores mejoren y optimicen las implementaciones actuales con novedosos diseños en la jerarquía de memoria. La simulación de los ordenadores es el enfoque preferido para realizar exploraciones de arquitectura debido al bajo costo que representan frente a la realización de prototipos físicos, arrojando estimaciones de rendimiento aceptables con predicciones precisas. A pesar del amplio uso de simuladores de ordenadores, su validación no está estandarizada ya sea porque el propósito principal del simulador no es imitar al sistema real o porque las suposiciones de diseño son demasiado específicas. Esta tesis proporciona los primeros pasos hacia una metodología sistemática para validar simuladores de ordenadores cuando son comparados con sistemas reales. Primero se descubren los parámetros de microarquitectura en la máquina real a través de un conjunto de micro-pruebas diseñadas para actualizar la infraestructura de simulación con el fin de mejorar la precisión en el dominio de la simulación. Para evaluar la precisión de la simulación, proponemos "el factor de retiro", una extensión a una conocida herramienta para medir el rendimiento de las aplicaciones, pero enfocada al impacto del ajuste de parámetros en el simulador. Además, presentamos "la cola de retardo", una modificación virtual al controlador de memoria que agrega un retraso configurable a todas las transacciones de memoria que alcanzan la memoria principal. Usando el factor de retiro, la cola de retraso nos permite identificar el origen de las desviaciones entre la infraestructura del simulador y el sistema real. Todos los accesos de memoria afectan directamente el rendimiento de la aplicación. Desde el acceso de lectura a una única localidad memoria hasta operaciones simultáneas de lectura/escritura a una o varias localidades de memoria, una propiedad que permite reflejar el uso de memoria de la aplicación es su "huella de memoria". En esta tesis encontramos un vínculo entre la huella de memoria de las aplicaciones de alto desempeño y su rendimiento en simulación. Las tecnologías de memoria emergentes se están implementando en sistemas de alto desempeño en cantidades limitadas en comparación con la memoria principal haciéndolas adecuadas para su uso en aplicaciones con baja huella de memoria. En este trabajo, habilitamos y evaluamos el uso de un sistema de memoria heterogéneo basado en un sistema emergente de memoria. Nuestra implementación agrega una carga despreciable al mismo tiempo que ofrece una interfaz simple para ubicar, administrar y migrar datos entre sistemas de memoria heterogéneos. Además, demostramos que el uso de una tecnología de memoria emergente no es una solución directa a los cuellos de botella en el desempeño. La implementación es fundamental a la hora de obtener el mejor rendimiento ya sea ubicando correctamente los datos, o bien diseñando código especializado. En general, esta tesis proporciona una técnica para validar los simuladores respecto al sistema de memoria principal cuando se integra en una infraestructura de simulación y se compara con sistemas reales. Además, exploramos un vínculo entre la huella de memoria de la carga de trabajo y el rendimiento de la simulación en cargas de trabajo de aplicaciones de alto desempeño. Finalmente, habilitamos aplicaciones de alto desempeño con soporte de resiliencia mientras que se benefician de manera transparente con el uso de un sistema de memoria emergente.
  

• SÁNCHEZ BARRERA, ISAAC: Exploiting data locality in cache-coherent NUMA systems
  
  Autor/a: SÁNCHEZ BARRERA, ISAAC
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674228
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 06/04/2022
  Director/a de tesis: CASAS GUIX, MARC | MORETÓ PLANAS, MIQUEL
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: SCHULZ, MARTIN
       SECRETARI: CANAL CORRETGER, RAMON
       VOCAL NO PRESENCIAL: BUTTARI, ALFREDO
  Resumen de tesis: La fi de la llei de Dennard ha provocat un estancament de la freqüència de rellotge dels computadors. Amb l'objectiu de superar aquest fet, durant les darreres dues dècades els fabricants han integrat més quantitat d'unitats de còmput als sistemes mitjançant la interconnexió de nodes diferents, la inclusió de múltiples xips als nodes i l'increment de nuclis de processador a cada xip. La rapidesa de la memòria principal no ha evolucionat amb el mateix factor que els processadors; és molt més lenta i hi ha la necessitat de proporcionar més ample de banda als processadors, especialment amb l'increment del nombre de nuclis i xips.Tot mantenint un adreçament compartit en el qual tots els processadors poden accedir a la memòria sencera, les solucions han estat al voltant de la integració de més memòries: amb tecnologies modernes com HBM (high-bandwidth memories) i NVM(non-volatile memories), fent que grups de nuclis (com sòcols sencers) tinguin accés més ràpid a una part de la DRAM o amb la combinació de solucions. Això ha provocat una heterogeneïtat en la velocitat d'accés a la memòria principal, en funció del nucli que sol·licita l'accés a una adreça en particular i la seva localització física, fet que provoca uns comportaments no uniformes en l'accés a la memòria (non-uniform memory access, NUMA). A més, sovint tenen memòries cau coherents (cache-coherent NUMA, ccNUMA), que implica que qualsevol canvi fet a la memòria des d'un nucli d'un processador ha de ser visible la resta de manera transparent.Aquests comportaments redueixen el rendiment de les aplicacions i suposen un repte. Per abordar el problema, a la tesi s'hi proposen solucions, a nivell de programari i maquinari, que milloren la localitat de dades als sistemes NUMA i, en conseqüència, el rendiment de les aplicacions en aquests sistemes.La primera contribució mostra que, quan es tenen en compte alhora la precàrrega d'adreces de memòria amb maquinari (hardware prefetching) i les decisions d'ubicació dels fils d'execució i les dades als sistemes NUMA, es poden trobar millors configuracions que quan es condieren per separat. Una combinació dels resultats de rendiment i dels comptadors disponibles al sistema s'utilitza per construir un model de rendiment per fer la predicció, tant per avançat com també en temps d'execució, de la millor configuració per aplicacions que no es troben al model. L'avaluació es du a terme a dos sistemes NUMA d'alt rendiment, i els comptadors mesurats en un sistema s'usen per predir les millors configuracions a l'altre sistema.La segona contribució es basa en la idea que el prefetching pot tenir un efecte considerable als sistemes NUMA i proposa un esquema de precàrrega a nivell de maquinari que té en compte els efectes NUMA. L'esquema és genèric i es pot aplicar als algorismes de precàrrega existents amb un cost de maquinari molt baix però amb molt bons resultats. S'avalua amb un simulador arquitectural acurat a nivell de cicle i proporciona resultats detallats del rendiment, la reducció de les comunicacions de dades i els costos energètics.La tercera i darrera contribució consisteix en algorismes de planificació per models de programació basats en tasques. Aquests simplifiquen la programabilitat de les aplicacions paral·leles i proveeixen informació molt útil al sistema en temps d'execució (runtime system) que en controla el funcionament. Amb aquesta informació es construeix un graf de dependències entre tasques (task dependency graph, TDG), un graf dirigit i acíclic que modela l'aplicació i en el qual els nodes són fragments de codi seqüencial (o tasques) i els arcs són les dependències de dades entre les tasques. Els algorismes de planificació proposats fan servir tècniques de particionat de grafs i proporcionen una planificació de les tasques del TDG que minimitza la comunicació de dades entre les diferents regions NUMA del sistema. Els resultats han es
  

• TABATABAEIMEHR, FATEMEHSADAT: Distributed collaborative knowledge management for optical network
  
  Autor/a: TABATABAEIMEHR, FATEMEHSADAT
  Enlace a la tesis: http://hdl.handle.net/10803/674575
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de lectura: 02/06/2022
  Director/a de tesis: VELASCO ESTEBAN, LUIS DOMINGO | COMELLAS COLOME, JAUME
  

  Tribunal:
       PRESIDENT: SHARIATI, MOHAMMAD BEHNAM
       SECRETARI: CAREGLIO, DAVIDE
       VOCAL: CASTRO CASALES, ALBERTO ANDRÉS
  Resumen de tesis: La automatización de la red se ha concebido desde hace mucho tiempo. De hecho, la red de gestión de telecomunicaciones (TMN), definida por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), es una jerarquía de capas de gestión (elemento de red, red, servicio y gestión de negocio), donde los objetivos operativos de alto nivel se propagan desde las capas superiores a las inferiores.La arquitectura de gestión de red ha evolucionado con el desarrollo del concepto de redes definidas por software (SDN) que brinda capacidad de programación para simplificar la configuración (descompone la abstracción de servicios de alto nivel en abstracciones de dispositivos de nivel inferior), organiza la operación y reacciona automáticamente a los cambios o eventos. Además, el desarrollo y despliegue de soluciones basadas en inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) para la toma de decisiones (bucle de control) en base a los datos de monitorización recopilados permite la automatización de la red, que tiene como objetivo reducir costes operativos.AI/ML generalmente requieren un gran conjunto de datos para entrenamiento, los cuales son difíciles de obtener. La falta de datos se puede compensar con un enfoque de autoaprendizaje colectivo. En esta tesis, vamos más allá del bucle de control tradicional antes mencionado para lograr un proceso eficiente de gestión del conocimiento (KM) que mejora la inteligencia de la red al tiempo que reduce la complejidad.En esta tesis doctoral, proponemos una arquitectura general para apoyar el proceso de KM basada en cuatro pilares principales que permiten crear, compartir, asimilar y utilizar el conocimiento. A continuación, se proponen dos estrategias alternativas basadas en inexactitudes del modelo y modelo de combinación. Para resaltar la capacidad de KM para adaptarse a diferentes aplicaciones, se consideran dos casos de uso para implementar KM en una arquitectura de red óptica puramente centralizada y distribuida. Junto a ellos, se consideran diversas políticas para evaluar KM en estrategias basadas en datos y modelos. Los resultados apuntan a minimizar la cantidad de datos que deben compartirse y reducir el error de convergencia.Aplicamos KM a redes multicapa y proponemos la metodología PILOT para modelar servicios de conectividad en un entorno aislado. PILOT utiliza sondas activas desplegadas en centrales de telecomunicación (CO) para obtener medidas reales que se utilizan para ajustar un escenario de simulación que reproducen un despliegue real con alta precisión. Un simulador se utiliza finalmente para generar grandes cantidades de datos sintéticos realistas para el entrenamiento y la validación de ML.Aplicamos el proceso de KM también a un sistema de red más complejo que consta de varios dominios, donde los controladores intra-dominio ayudan a un plano de bróker a estimar el retardo entre dominios de forma precisa. Además, el bróker identifica y corrige las inexactitudes de los modelos intra-dominio, así como también calcula un modelo compuesto preciso. Estos modelos se pueden utilizar para estimar la calidad de servicio (QoS) y el retardo extremo a extremo de forma precisa.Finalmente, investigamos la aplicación en KM en el contexto de red basada en intención (IBN). El conocimiento en términos de modelo de tráfico y/o perturbación del tráfico se transfiere entre agentes en una arquitectura jerárquica. Esta arquitectura puede soportar el funcionamiento autónomo de la red, como la gestión de la capacidad.Cabe mencionar que parte del trabajo reportado en esta tesis se ha realizado en el marco de proyectos europeos y nacionales. En concreto, H2020 METRO-HAUL y B5G-OPEN financiados por la Comisión Europea, y MINECO TWINS y AEI IBON, ambos financiados por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad de España.
  

Última actualización: 24/09/2022 05:01:10.

Grupos de investigación

• ARCO-Microarquitectura y Compiladores
• CAP-Grupo de Computacion de Altas Prestaciones
• CBA-Sistemes de Comunicacions i Arquitectures de Banda Ampla
• CNDS-Redes de Computadores y Sistemas Distribuidos
• CRAAX-Centro de Investigacion de Arquitecturas Avanzadas de Redes
• DAMA-UPC-Data Management Group
• GCO-Grupo de Comunicaciones Opticas
• ICARUS-Intelligent Communications and Avionics for Robust Unmanned Aerial Systems
• IMP-Modelizacion y Procesamiento de la Informacion
• VIRTUOS-Virtualisation and Operating Systems

Entidades de investigación:

Profesorado

• 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
• Cristal Kestelman, Adrian
• 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
• Medina Llinas, Manel
• 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
• Vazquez, Mariano
• 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
• de Almeida Amazonas, Jose Roberto
• Giro Nieto, Xavier
• Kosmidis, Leonidas
• Oller Arcas, Antonio
• Perez Casany, Marta