计算机学报
計算機學報
계산궤학보
CHINESE JOURNAL OF COMPUTERS
2015年
5期
1044-1055
,共12页
王涛%卿鹏%魏迪%漆锋滨
王濤%卿鵬%魏迪%漆鋒濱
왕도%경붕%위적%칠봉빈
通信模式%物理拓扑%进程映射%谱聚类%MPI
通信模式%物理拓撲%進程映射%譜聚類%MPI
통신모식%물리탁복%진정영사%보취류%MPI
communication pattern%physical topology%process-to-core mapping%spectral clustering%Message Passing Interface (MPI)
高性能计算机系统规模的持续增大使通信墙问题越来越突出.逻辑进程与物理拓扑的映射优化方法能够提高应用的通信效率,已经成为高性能计算的研究热点之一.传统的进程映射优化模型由于映射粒度过细,导致映射效率低,且易破坏通信密集的进程簇的整体性.为此,文中提出了一种聚合的二次分配问题(Aggregated Quadratic Assignment Problem,AQAP)模型,并以AQAP模型为指导,提出了一种新颖的基于聚类分析的进程映射优化方法.该方法首先使用谱聚类算法对进程通信模式进行聚类分析,然后采用自适应聚合进程映射策略实现进程簇到物理拓扑的映射,最后使用聚合Pair-Exchange算法对进程簇映射进行进一步优化.文中提出的优化方法首次将谱聚类分析应用于进程映射问题,可以有效减少远距离通信,增强通信的局部性.NPB基准程序及两道实际应用的实验结果表明,文中提出的进程映射优化方法可以使程序获得明显的性能提升,优于现有的基于Pair-Exchange以及基于图划分的进程映射方法.
高性能計算機繫統規模的持續增大使通信牆問題越來越突齣.邏輯進程與物理拓撲的映射優化方法能夠提高應用的通信效率,已經成為高性能計算的研究熱點之一.傳統的進程映射優化模型由于映射粒度過細,導緻映射效率低,且易破壞通信密集的進程簇的整體性.為此,文中提齣瞭一種聚閤的二次分配問題(Aggregated Quadratic Assignment Problem,AQAP)模型,併以AQAP模型為指導,提齣瞭一種新穎的基于聚類分析的進程映射優化方法.該方法首先使用譜聚類算法對進程通信模式進行聚類分析,然後採用自適應聚閤進程映射策略實現進程簇到物理拓撲的映射,最後使用聚閤Pair-Exchange算法對進程簇映射進行進一步優化.文中提齣的優化方法首次將譜聚類分析應用于進程映射問題,可以有效減少遠距離通信,增彊通信的跼部性.NPB基準程序及兩道實際應用的實驗結果錶明,文中提齣的進程映射優化方法可以使程序穫得明顯的性能提升,優于現有的基于Pair-Exchange以及基于圖劃分的進程映射方法.
고성능계산궤계통규모적지속증대사통신장문제월래월돌출.라집진정여물리탁복적영사우화방법능구제고응용적통신효솔,이경성위고성능계산적연구열점지일.전통적진정영사우화모형유우영사립도과세,도치영사효솔저,차역파배통신밀집적진정족적정체성.위차,문중제출료일충취합적이차분배문제(Aggregated Quadratic Assignment Problem,AQAP)모형,병이AQAP모형위지도,제출료일충신영적기우취류분석적진정영사우화방법.해방법수선사용보취류산법대진정통신모식진행취류분석,연후채용자괄응취합진정영사책략실현진정족도물리탁복적영사,최후사용취합Pair-Exchange산법대진정족영사진행진일보우화.문중제출적우화방법수차장보취류분석응용우진정영사문제,가이유효감소원거리통신,증강통신적국부성.NPB기준정서급량도실제응용적실험결과표명,문중제출적진정영사우화방법가이사정서획득명현적성능제승,우우현유적기우Pair-Exchange이급기우도화분적진정영사방법.
