神威E级原型机互连网络和消息机制

本文描述了神威E级原型机的互连网络和消息机制.神威E级原型机是继神威蓝光、神威·太湖之光之后神威家族的第三代计算机.该计算机作为一台E级计算机的原型机,峰值性能3.13 PFlops,其最大的特色之一就是采用28 Gbps传输技术,设计开发了新一代的神威高阶路由器和神威高性能网络接口两款芯片,在传统胖树的基础上,设计了双轨泛树拓扑结构,定义实现了新颖的神威消息原语和消息库,实现了一种基于包级粒度动态切换的双轨乱序消息机制,通信性能比神威·太湖之光互连网络提升了4倍,为神威E级计算机互连网络的研制奠定了基础.     

VTFTR：高维胖树中的无死锁容错路由算法

随着近年来高性能计算系统规模的急剧扩大,高性能互连网络的可靠性成为愈发重要的问题。高维胖树是一种结合了胖树与多维环网优点的网络拓扑结构,凭借其良好的可扩展性与网络性能在E级时代具有广阔的应用前景。然而,目前关于高维胖树中容错路由算法的相关研究较为有限,其可靠性问题亟待解决。为提高高维胖树拓扑在高性能互连网络中的容错能力,进一步提高对应超算系统的运行效率,提出一种用于高维胖树中叶交换机故障的容错路由算法VTFTR。该算法结合转向模型与虚通道切换的思想,通过严格控制报文在无故障路径与容错路径中的转向,使用少量的容错虚通道与额外跳步实现高维胖树中的无死锁容错。实验结果表明,在单点故障情况下,VTFTR算法的容错路径较对比算法有2~4个跳步的减少,在4 096个节点规模的网络中,当叶交换机故障数量为10时,在故障叶交换机不同的分布情况下,该算法能够以1.4%~2.0%的吞吐率下降作为代价来保持全网无故障节点之间的互连。     

一种分布式消息队列的实现方法

消息队列在实现分布式存储器访问和操作系统进程间通信的有效手段＾［１］。但是,在“多对一”通信模式中,消息队列作为临界资源,却成了影响系统性能的瓶颈;另一方面,为减少互联网络的阻塞,消息被分割成额定长度的帧在物理层传输,这就产生了“多对一”模式下大数据量传输的帧交叉现象,本文提出了一种分布式消息队列的实现方法,能够有效地解决存在于“多对一”通信模式中的上述问题。