Precision tuning on heterogeneous systems: integrating TAFFO with the SYCL standard

This thesis investigates precision tuning in heterogeneous systems, integrating TAFFO with the SYCL standard. TAFFO is an automated tool that optimizes code run-time by converting floating-point variables and constants to fixed-point, while maintaining a good level of accuracy. SYCL, a modern standard for heterogeneous system program- ming, aims to simplify the use of different processors like GPUs and FPGAs. The aim of the thesis is the integration of TAFFO with SYCL, accomplished by the modification of the existing TAFFO workflow to include the SYCL compiler in the pipeline. The integration required substantial changes to TAFFO, that enriched its support to C and C++ constructs and made it possible to tune the precision of data shared between dif- ferent processors. The objective of this integration is to leverage the SYCL standard in order to benefit from TAFFO’s tuning capabilities in heterogeneous systems. The exper- imental evaluation involved assessing the performance of TAFFO’s precision tuning on custom SYCL benchmarks. This thesis aims to demonstrate the feasibility of combining TAFFO’s precision tuning with SYCL’s standardized approach to heterogeneous system programming.

Questa tesi studia il precision tuning in sistemi eterogenei, integrando TAFFO con lo stan- dard SYCL. TAFFO è un tool automatico che ottimizza il tempo di esecuzione del codice convertendo variabili e costanti da virgola mobile a virgola fissa, mantenendo un buon livello di precisione. SYCL, un moderno standard per la programmazione di sistemi etero- genei, mira a semplificare l’uso di processori diversi come GPU e FPGA. L’obiettivo della tesi è l’integrazione di TAFFO con SYCL, realizzata attraverso la modifica del workflow esistente di TAFFO per includere il compilatore SYCL nella pipeline. L’integrazione ha richiesto modifiche sostanziali a TAFFO, che hanno arricchito il suo supporto ai costrutti C e C++ e hanno reso possibile il precision tuning dei dati condivisi tra diversi pro- cessori. L’obiettivo di questa integrazione è sfruttare lo standard SYCL per beneficiare delle capacità di tuning di TAFFO in sistemi eterogenei. La valutazione sperimentale ha riguardato la valutazione delle prestazioni del precision tuning di TAFFO su benchmark SYCL personalizzati. Questa tesi mira a dimostrare la fattibilità della integrazione di TAFFO con l’approccio standardizzato di SYCL alla programmazione di sistemi etero- genei.