Multi-level Parallelization in ROOT: New Patterns, Libraries and Utilities

Abstract

The Large Hadron Collider (LHC) is generating Physics data at an unprecedented rate that is expected to continue increasing in the future. This situation results in increasing demands in computation and processing power for analyzing the LHC data. At the same time, modern architectures have switched from a sequential processing paradigm to a parallel one. In order to take full advantage of new computer architectures, to improve performance with increasing amounts of data to analyze, and to reduce development time and complexity, ROOT, the official LHC analysis framework, is undertaking a modernization effort to cope with the computational challenges posed by the ambitious physics program of the LHC. We contribute to this modernization effort by implementing patterns, introducing libraries and developing utilities for the parallelization of ROOT at multiple levels, improving the programming model and providing backward compatibility.

El Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC) genera dades a un ritme sense precedents, que es preveu que continue augmentant en un futur. Aquesta situació es tradueix en demandes creixents en computació i poder de processament per analitzar les dades obtingudes al LHC. Al mateix temps, les arquitectures modernes han evolucionat des d'un paradigma de processament sequencial a un paral·lel. Per aprofitar les noves arquitectures de computadors, millorar el rendiment amb grans quantitats de dades per analitzar i reduir el temps i la complexitat del desenvolupament, ROOT, el framework d'anàlisi oficial de LHC, està duent a terme un esforç de modernització per fer front als desafiaments computacionals plantejats per l'ambiciós programa de física del LHC. Contribuïm a aquest esforç mitjançant la implementació de patrons, la introducció de llibreries i el desenvolupament d'utilitats per paral·lelitzar ROOT en múltiples nivells, millorant el model de programació i proporcionant compatibilitat amb versions anteriors del programari.