KD60平臺MPI通信庫優(yōu)化設(shè)計.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)展到多核的時代，多核架構(gòu)對并行計算提出了新的要求。通信在并行計算中扮演著重要的作用，提升多核架構(gòu)下通信的效率對提升并行計算的效率有著重要的作用。
　　 KD60平臺是采用首款國產(chǎn)多核芯片--龍芯3號搭建的國產(chǎn)萬億次多核集群。在并行計算中，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通信庫是符合MPI-2標準的一種重要實現(xiàn)。
　　 本文的主

2、要工作就是為國產(chǎn)高性能集群平臺KD60移植與優(yōu)化MPICH2通信庫，在結(jié)合kd60系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡拓撲特點的基礎(chǔ)上，分別提出數(shù)種優(yōu)化方法分別對點到點通信以及群集通信的性能進行了優(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)的特點以及其存儲層次模型，并指出多核架構(gòu)下的通信存在的特點，并簡要介紹通信所需的分析模型。
　　 2.分析MPI標準的實現(xiàn)MPICH2庫的結(jié)構(gòu)及其各模塊實現(xiàn)，同時指出在多核架構(gòu)中，其

3、實現(xiàn)中存在的不足之處。
　　 3.對于MPI中的點到點通信，分別優(yōu)化節(jié)點間網(wǎng)絡通信性能和節(jié)點內(nèi)共享內(nèi)存通信性能：對于節(jié)點間網(wǎng)絡通信性能，采取了TCP網(wǎng)絡參數(shù)調(diào)整以及網(wǎng)卡校驗和的卸載等技術(shù)進行優(yōu)化；對于節(jié)點內(nèi)共享內(nèi)存的點到點通信優(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，同時結(jié)合KD60平臺的CPU---龍芯3號體系特點，利用龍芯3號128位訪存指令優(yōu)化內(nèi)存拷貝的效率，另外還針對節(jié)點內(nèi)點到點通信的實現(xiàn)，采用單