ハードウェア同期機構を用いた省電力MPIの実装と評価 Low Energy Consumption MPI Using Hardware Synchronization

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抄録

コンピュータの省電力化は、現在のそして将来のスーパーコンピュータを実現するための壁として知られると同時に注目を集めている。これまで並列アプリケーションでは、ユーザレベル通信が高性能な通信を実現する手法として広く使われている。そこでは受信メッセージをポーリングで待つために、電力が無駄に消費されてしまう。本論文では、良く知られた 2 フェーズの待ちの技法を、メッセージの待ちに適用する方式を提案する。この提案手法は、1) スピンループとブロッキングシステムコールの組み合わせ、2) スピンループと x86 の monitor/mwait 同期命令を用いた組み合わせ、の 2 種類で実装された。この提案手法は、これまでに提案されている CPU の DVFS を用いた省電力化の手法と異なり、アプリケーションの性能を損なわずに省電力化が可能になる。評価結果から、NAS 並列ベンチマークの FT では計算ノード全体の消費電力を 3% 削減することができた。The power wall of current and future supercomputer is gathering attentions. The technique of user-level communication to achieve high communication performance is widely used by parallel applications, and processes are spinning-wait for the incoming messages. This spinning loop in the absence of incoming messages is simply wasting energy and thus increase the power consumption of a parallel computer. In this paper, it is proposed to decrease the power used for the waiting loop by applying the well-known two-phase synchronization technique. This technique is implemented in two ways; 1) combination of spin-loop and blocking system call, and 2) combination of spin-loop and using the x86 monitor/mwait synchronization instructions which put computational core into a low-power mode. Unlike the techniques using the DVFS function of CPU, our proposed technique does not sacrifice application performance but can save energy. Evaluations show that more than 3% total system power can be saved with the FT application of NAS parallel benchmarks.

収録刊行物

  • 研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC) 2011-HPC-132(7), 1-7, 2011-11-21

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110008713513
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10463942
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    Technical Report
  • データ提供元
    NII-ELS  IPSJ 
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