6、OpenSHMEM over MPI：性能分析与优化策略

OpenSHMEM over MPI：性能分析与优化策略

1. 引言

在并行计算领域，OpenSHMEM 和 MPI 是两种常用的编程模型。本文聚焦于 OpenSHMEM 基于 MPI 实现时的性能问题，分析了连续远程内存访问（RMA）操作中的性能损失，并提出了相应的优化策略。

2. 性能损失分析

2.1 分析基础

本次分析基于 OSHMPI - 2.0b1 和 MPICH - 3.35 版本，以 SOS 1.4.2 作为原生实现的代表进行对比。采用基本的延迟场景，即一个进程执行 shmem_putmem 后调用 shmem_quiet 到远程进程。

2.2 shmem_putmem 分析

• 原生实现 ：以 SOS 为例， shmem_putmem 通常只需几个内部步骤，如准备 OFI 写参数并调用 ofi_inject_write 或 ofi_write ，然后等待本地写操作完成。
• OSHMPI/MPICH 实现 ：涉及多个额外步骤，可分为三个阶段：
  • 阶段 1：MPI 参数准备 ：将目标缓冲区地址转换为对应的窗口句柄和相对位移。
  • 阶段 2：MPI Put ：
    1. 获取窗口句柄的内部