MPI Communication Infrastructure Using Delegation Mechanism for a Hybrid Parallel Computer with Multi-Core and Many-Core CPUs

• 吉永 一美

• 六車 英峰

• 辻田 祐一

• 堀 敦史

• 並木 美太郎

• 佐藤 未来子

• 下沢 拓

• 石川 裕

Bibliographic Information

Other Title

• メニーコア混在型並列計算機における委託機構を用いたMPI通信基盤

Abstract

現在，我々はエクサスケールを目指し，メニーコアプロセッサとマルチコアプロセッサが混在するハードウェア構成であるメニーコア混在型並列計算機上で，高スケーラブルで効率の良い MPI 通信を実現する基盤システムソフトウェアの研究開発を行っている．メニーコアプロセッサはマルチコアプロセッサと比較して，全体で高い演算性能を有する一方で，コアあたりの演算性能やメモリ容量は低い．我々はメニーコアプロセッサでMPI関数を呼び出すと，適宜マルチコアプロセッサ側にある委託プロセスに通信処理を委託する仕組みを検討し，マルチコアプロセッサ側で負荷が大きな通信や入出力を，メニーコアプロセッサ側で高性能な演算を行うことで，全体の性能の向上を図っている．本稿では，この開発の中で既に実施したキャラクタデバイスによるものに加え，ポーリング方式によるメニーコア・マルチコアプロセッサ間の同期・通信機構を実装し，その予備評価を行った結果について報告する．さらに我々が想定する大規模環境での実現のためには，MPI のコミュニケータ情報の管理について特にメモリ使用量を抑える必要があるため，これに関する検討中の案を述べる．In this paper, we propose a scalable MPI communication infrastructure for a hybrid parallel computer with many-core and multi-core CPUs towards the exascale era. In general, many-core CPUs have high computing power, however available memory space per core is smaller as well as computing power per core is lower compared with multi-core CPUs. In order to realize a scalable MPI communication infrastructure, our proposal realizes a delegation mechanism from many-core CPUs to multi-core CPUs when an MPI function is called. We believe that this mechanism improves total performance by deploying heavy communications and I/O on multi-core CPUs and parallel computations on many-core CPUs. In this paper, we report feasibility study through performance evaluation between original MPI implementation and our delegation-based implementation. Here we have evaluated polling notification mechanism in addition to already proposed character device mechanism in the delegation-based one. Furthermore, we also propose an effective MPI communicator management mechanism which minimizes memory resource utilization on such huge scale parallel computing environment.

Journal

• 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） 2012 (15), 1-7, 2012-03-19

Details

• CRID: 1571417127023133952
• NII Article ID: 110008803050
• NII Book ID: AN10463942
• Text Lang: ja
• Data Source:
  • CiNii Articles