1HPC網(wǎng)絡(luò)性能因素

HPC網(wǎng)絡(luò)性能因素目錄結(jié)構(gòu)接口結(jié)構(gòu)架構(gòu)交換機(jī)總結(jié)2問(wèn)題引入影響超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的關(guān)鍵組件有哪些？交換結(jié)構(gòu)架構(gòu)是如何影響超級(jí)計(jì)算機(jī)整體性能的？應(yīng)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)的交換機(jī)與普通交換機(jī)有什么不同？為什么說(shuō)交換結(jié)構(gòu)的架構(gòu)也會(huì)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)整體性能產(chǎn)生很大的影響？3HPC網(wǎng)絡(luò)性能因素超級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)師總是使用最新一代的CPU技術(shù)來(lái)推動(dòng)性能水平的提升，但是交換結(jié)構(gòu)的帶寬和延遲也會(huì)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能產(chǎn)生很大的影響。有一些關(guān)鍵的因素會(huì)對(duì)交換結(jié)構(gòu)的帶寬和延遲產(chǎn)生影響。在本節(jié)中我們要討論的是影響超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的關(guān)鍵組件，包括hcA和交換機(jī)。4結(jié)構(gòu)接口對(duì)于Infiniband結(jié)構(gòu)而言，HCA在超級(jí)計(jì)算機(jī)中用在計(jì)算節(jié)點(diǎn)上,作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)之間的接口。在基于以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)卡被用作結(jié)構(gòu)接口。對(duì)于這些設(shè)備，帶寬優(yōu)勢(shì)會(huì)直接轉(zhuǎn)化為延遲優(yōu)勢(shì)，而延遲又是高性能計(jì)算的關(guān)鍵因素之一。在這一領(lǐng)域,Infiniband有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。但是以太網(wǎng)的技術(shù)也在不斷提高。5結(jié)構(gòu)接口對(duì)于一個(gè)特定的應(yīng)用而言,一個(gè)給定的計(jì)算節(jié)點(diǎn)讀取或?qū)懭肓硪粋€(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)存所需的時(shí)間長(zhǎng)短，直接影響到超級(jí)計(jì)算機(jī)性能。以太網(wǎng)采用RDMA技術(shù)，旁路操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器,進(jìn)而在主機(jī)之間提供低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。iNFINIBAND，基于Rdma技術(shù)提供了一個(gè)隊(duì)列對(duì)構(gòu)造作為基本架構(gòu)單元。6交換機(jī)用于htc應(yīng)用的以太網(wǎng)交換機(jī)，為了減少延遲而采用直通模式。在這種運(yùn)行模式下，可以在幾百納秒內(nèi)對(duì)到來(lái)的幀進(jìn)行報(bào)頭檢測(cè)和轉(zhuǎn)發(fā)決策，而且可以在收到整個(gè)幀之前就開(kāi)始幀的傳輸。盡管在傳輸之前，使用幀校驗(yàn)序列可以消除檢查到真措誤的可能性，但是大多數(shù)這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，都期望接收端計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)接口適配器，執(zhí)行錯(cuò)誤檢查。。7交換機(jī)因?yàn)镮nfiniBand的交換機(jī)比以太網(wǎng)交換機(jī)具有更少的功能開(kāi)銷(xiāo)，這是因?yàn)樗皇歉鶕?jù)報(bào)頭地址信息，直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。轉(zhuǎn)發(fā)表只包括目的地址，及輸出端口對(duì)，他們?cè)诔跏蓟^(guò)程中填充，當(dāng)結(jié)構(gòu)中發(fā)生某些變化時(shí)，可以進(jìn)行修改?，F(xiàn)在，InfiniBand的交換機(jī)，最多能提供32個(gè)54Gbit/s，的端口，支持面向大規(guī)模并行計(jì)算設(shè)施，建立大型低延遲的胖樹(shù)結(jié)構(gòu)。8結(jié)構(gòu)架構(gòu)交換結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，也會(huì)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)整體性能產(chǎn)生很大影響，數(shù)據(jù)擁塞點(diǎn)可能導(dǎo)致延遲峰值，這會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的速度變慢。例如，一個(gè)三維畫(huà)面，可能對(duì)某些應(yīng)用而言表現(xiàn)完美。但是對(duì)其他一些應(yīng)用而言，可能會(huì)導(dǎo)致?lián)矶?。胖?shù)架構(gòu)需要在第三層和第二