при поддержке гранта IBM Faculty Awards Program (2005 г.)

Основная цель проекта состоит в повышении производительности параллельных приложений, выполняющихся на кластерах архитектуры POWER и использующих открытые реализации стандарта MPI. В задачи проекта входят исследование алгоритмов обмена сообщениями, используемых в открытых реализациях MPI, проведение тестирования и оценка производительности библиотек на системах архитектуры POWER, разработка и реализация алгоритмов коллективных операций и операций передачи-приема сообщений с учетом специфики архитектуры кластеров, построенных на POWER-системах. Важной целью проекта популяризация в академической среде ОС Linux и архитектуры POWER.

Основные результаты выполнения проекта состоятся в следующем.

·  Изучены существующие алгоритмы выполнения коллективных операций. Предложена схема взаимодействия, учитывающая наличие следующих дополнительных факторов:

-   соотношение характеристик производительности при передаче сообщений через сеть и разделяемую память (латентность, пропускная способность, их изменение при одновременной передаче несколькими процессами).

-   размещение процессов по узлам сети, реализовавшееся при запуске параллельной программы.

·  Разработан алгоритм выполнения широковещательной передачи сообщения - коллективной операции, являющейся одной из наиболее часто используемой в параллельных программах. Алгоритм учитывает размещение процессов на узлах сети.

·  Выполнено исследование реализации коллективных операций в версиях открытой библиотеке MPICH, соответствующих версиям 1 и 2 стандарта MPI, в том числе использование в реализациях алгоритмов возможностей аппаратного обеспечения и операционной среды.

·  Разработана схема передачи данных через разделяемую память между процессами, выполняющимися на одном узле. Предложенная схема позволяет эффективно реализовать локальную передачу сообщений в коллективных операциях.

·  Рассмотрены существующие модели оценки времени передачи сообщения между процессами. Предложена модель для случая передачи сообщений, использующих стек сетевых протоколов TCP/IP.

·  Разработан набор тестов, позволяющий выполнить сравнительный анализ характеристик производительности при передаче сообщений через сеть и разделяемую память. В тестах учитываются случаи различного размещения процессов на узлах сети.

Предварительные результаты проекта были представлены на Международной научной конференции SciComp 2005 (Эдинбург, Англия, 2001) и на Форуме компании IBM (Барселона, Испания, 2005).