6、提升 OpenSHMEM 计算异步性：Active Messages 研究与实践

提升 OpenSHMEM 计算异步性：Active Messages 研究与实践

1. 环形令牌实验与 Active Messages 特性

在 Active Messages（AM）处理管理中，若软件开销最小化，预期总往返时间几乎会随跳数线性增长。通过环形令牌实验，我们能更清晰地认识 Active Messages 的特性。

在该实验里，X 轴代表单次往返的跳数（即处理单元 PE 的数量），Y 轴对应 PE - 0 发起的令牌（以 AM 请求或 PUT 形式）经过所有 PE 再返回 PE - 0 所需的总时间。从实验结果图中可观察到，两种方式（AM 和标准 PUT）的往返延迟几乎相同。这是因为对于大数据负载，使用 AM 和标准 PUT 传输数据负载的延迟差异才更明显，而此实验模式仅用一个 4 字节整数表示令牌，所以性能相近。

从带宽和消息速率图可知，使用 Active Messages 的目的并非传输数据负载。若要在数据传输中实现接近硬件的带宽和消息速率，OpenSHMEM 程序员使用标准提供的传统点对点操作更佳。不过，从环形令牌实验能看出，Active Messages 更适合在远程 PE 上触发特定事件，且因编码风格能提高开发效率，同时性能也无显著损失。

2. 旅行商问题（TSP）实验

为研究提出的 AM 接口的影响，选择旅行商问题（TSP）小程序作为目标基准，因其算法可拆分为多个独立任务，能在算法中利用异步计算。

2.1 小程序版本

TSP 小程序采用主 - 从通信模式：
- 主 PE 负责读取输入成本矩阵，并为从 PE 分配不同路径。
- 从 PE 负责将路径拆分