KD60平臺(tái)MPI通信庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展使得大規(guī)模集群已經(jīng)發(fā)展到多核的時(shí)代，多核架構(gòu)對(duì)并行計(jì)算提出了新的要求。通信在并行計(jì)算中扮演著重要的作用，提升多核架構(gòu)下通信的效率對(duì)提升并行計(jì)算的效率有著重要的作用。
　　 KD60平臺(tái)是采用首款國(guó)產(chǎn)多核芯片--龍芯3號(hào)搭建的國(guó)產(chǎn)萬(wàn)億次多核集群。在并行計(jì)算中，常用的并行編程模型有消息傳遞模型和共享內(nèi)存模型，MPI是最常用的消息傳遞編程接口，MPICH2通信庫(kù)是符合MPI-2標(biāo)準(zhǔn)的一種重要實(shí)現(xiàn)。
　　 本文的主

2、要工作就是為國(guó)產(chǎn)高性能集群平臺(tái)KD60移植與優(yōu)化MPICH2通信庫(kù)，在結(jié)合kd60系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn)的基礎(chǔ)上，分別提出數(shù)種優(yōu)化方法分別對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)通信以及群集通信的性能進(jìn)行了優(yōu)化。本文的主要工作可概括如下：
　　 1.分析了多核體系架構(gòu)的特點(diǎn)以及其存儲(chǔ)層次模型，并指出多核架構(gòu)下的通信存在的特點(diǎn)，并簡(jiǎn)要介紹通信所需的分析模型。
　　 2.分析MPI標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)MPICH2庫(kù)的結(jié)構(gòu)及其各模塊實(shí)現(xiàn)，同時(shí)指出在多核架構(gòu)中，其

3、實(shí)現(xiàn)中存在的不足之處。
　　 3.對(duì)于MPI中的點(diǎn)到點(diǎn)通信，分別優(yōu)化節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)通信性能和節(jié)點(diǎn)內(nèi)共享內(nèi)存通信性能：對(duì)于節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)通信性能，采取了TCP網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整以及網(wǎng)卡校驗(yàn)和的卸載等技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化；對(duì)于節(jié)點(diǎn)內(nèi)共享內(nèi)存的點(diǎn)到點(diǎn)通信優(yōu)化，采用了編譯領(lǐng)域常用的數(shù)據(jù)切片技術(shù)優(yōu)化通信中數(shù)據(jù)的局部性訪問(wèn)，同時(shí)結(jié)合KD60平臺(tái)的CPU---龍芯3號(hào)體系特點(diǎn)，利用龍芯3號(hào)128位訪存指令優(yōu)化內(nèi)存拷貝的效率，另外還針對(duì)節(jié)點(diǎn)內(nèi)點(diǎn)到點(diǎn)通信的實(shí)現(xiàn)，采用單