พื้นฐาน High Performance Computing: การเขียนโปรแกรมแบบขนานและการเพิ่มประสิทธิภาพ

เมื่อขนาดข้อมูลและความต้องการในการประมวลผลเพิ่มขึ้น การเขียนโปรแกรมแบบลำดับ (sequential programming) มาตรฐานไม่เพียงพออีกต่อไปในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ซับซ้อน High Performance Computing (HPC) ปลดล็อกความสามารถในการปรับขนาดแอปพลิเคชันของคุณโดยใช้สถาปัตยกรรมแบบขนาน (parallel architectures) และระบบแบบกระจาย (distributed systems) หลักสูตรแบบข้อความนี้จะนำคุณตั้งแต่หลักการพื้นฐานของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ไปจนถึงการเขียนโปรแกรมแบบขนานที่มีประสิทธิภาพ คุณจะได้อ่านคำอธิบายที่ชัดเจน วิเคราะห์ส่วนของโค้ด และเรียนรู้วิธีใช้ประโยชน์จากโปรเซสเซอร์แบบหลายคอร์ (multi-core processors) และคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ (computer clusters) เพื่อเร่งความเร็วในการคำนวณของคุณอย่างมาก สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้: - ทำความเข้าใจแนวคิดสถาปัตยกรรม HPC หลัก, ลำดับชั้นหน่วยความจำ (memory hierarchies) และข้อจำกัดของความเร็วแบบขนาน (parallel speedup) - ใช้การเขียนโปรแกรมแบบขนานหน่วยความจำร่วม (shared-memory parallel programming) โดยใช้คำสั่ง OpenMP - พัฒนาแอปพลิเคชันหน่วยความจำแบบกระจาย (distributed-memory applications) โดยใช้ Message Passing Interface (MPI) - วิเคราะห์และเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดโดยใช้เครื่องมือ profiling ที่ทันสมัยและเทคนิค vectorization - สำรวจแนวโน้ม HPC สมัยใหม่ รวมถึงพื้นฐานการเร่งความเร็วด้วย GPU และเวิร์กโฟลว์ประสิทธิภาพสูงแบบ containerized หลักสูตรนี้เริ่มต้นด้วยรากฐานทางทฤษฎีที่จำเป็นของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์และ overhead แบบขนาน ก่อนที่จะเปลี่ยนไปสู่คู่มือการเขียนที่ใช้งานได้จริงทีละขั้นตอนเกี่ยวกับการเขียนและเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดแบบขนาน หลักสูตรนี้ออกแบบมาสำหรับนักพัฒนาเริ่มต้น นักวิจัย และนักศึกษาที่ต้องการเปลี่ยนจากการเขียนโปรแกรมแบบลำดับไปสู่การประมวลผลแบบขนาน ไม่จำเป็นต้องมีพื้นฐาน HPC มาก่อน แต่ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับแนวคิดการเขียนโปรแกรมจะเป็นประโยชน์ เริ่มต้นเชี่ยวชาญหลักการประมวลผลแบบขนานและปรับขนาดโค้ดของคุณได้แล้ววันนี้