31、内核辅助MPI通信对科学应用的影响及容错协议研究

内核辅助MPI通信对科学应用的影响及容错协议研究

在高性能计算领域，MPI（Message Passing Interface）通信和容错问题一直是研究的重点。本文将探讨内核辅助MPI通信对科学应用的影响，以及一种用于容错MPI的对数缩放容错协议算法。

内核辅助MPI通信对科学应用的影响

在多核心系统中，传统基于共享内存的MPI通信在核心数量增加和内存层次结构复杂度提高时，难以提供良好的点对点和集体通信性能。而内核辅助的单复制方法，如基于KNEM（Kernel-assisted Network Memory）的方法，具有将内存复制操作卸载到内核的潜力，从而减少内存总线的使用并提高性能。

相关技术介绍

• KNEM辅助通信 ：当处理核心之间没有共享缓存或传输非常大的消息时，KNEM辅助方法在MPICH2实现中优于标准传输方法。在Open MPI中，也实现了类似的方法，并强调了自动调优和性能可移植性。
• 应用选择 ：为了研究内核辅助MPI通信对不同科学应用的影响，本文选择了两个具有代表性的应用：Car-Parrinello Molecular Dynamics（CPMD）和FFTW（Fastest Fourier Transform in the West）。

实验设置

• 实验平台 ：使用名为IG的48核心AMD NUMA机器，配备128GB内存，运行Linux Red Hat 4.1.2操作系统，使用KNEM（版本0.9.5）内核内存复制模块和O