基于InfiniBand的高性能计算机技术研究

网络性能一直是制约高性能计算技术发展的瓶颈,无论是面向计算的网络还是面向存储的网络,通信速度的发展远落后于CPU的发展．InfiniBand互连结构能够缩短网络和CPU之间的性能差距,使高性能计算机的性能趋于平衡．2000年在InfiniBand协议发展初期,国家并行计算机工程技术研究中心就在国家“八六三”计划的支持下开始对InfiniBand协议展开了深入研究,旨在改进高性能计算特别是集群系统的互连性能,研制出符合InfiniBand标准规范的高性能互连部件,并最终开发出了具有自主知识产权的InfiniBand互连网络产品．论述了以自行研制的InfiniBand部件技术为基础的高性能集群计算机系统的组成、结构和应用,并对系统性能进行了实验分析．     

IBA与企业存储网络

介绍了网络存储的两种机制，展望了在一种新的I／O体系结构InfiniBand上实现网络存储的前景。     

DSP并行处理在剖面声纳系统中的应用

针对多波束剖面声纳的高速、大容量的实时信号处理任务以及声纳系统进一步扩展的更高处理速度的需求,设计并实现了一种基于IP网络互连的、以并行DSP为处理节点的信号处理系统。     

基于IP互连的DSP水声阵列信号并行处理实现方法

设计并实现了一种基于IP网络互连的、可扩展的声纳阵列信号并行处理系统。该系统采用二片TI公司高性能网络多媒体处理器TMS320DM642组成的板上流水线并行结构作为一个处理节点,并借助IP网络实现板间互连并行处理,可根据换能器阵元和处理速度的要求适当增减处理节点的数目。声纳系统的每个处理节点与数据采集转换部分采用TCP/IP网络连接,可以通过物理上添加一个或多个处理节点,提高系统的数据处理能力。     

基于遗传算法的并行网络模拟拓扑划分

要提高并行网络模拟性能,需对网络模拟拓扑进行有效划分。为此,提出一种并行网络模拟拓扑的优化划分方法。分析影响并行网络模拟性能因素,给出并行网络模拟性能估计模型,以该模型为评价函数,采用遗传算法寻找优化划分,实现并行网络模拟拓扑的优化划分。在PDNS上的实验结果表明,与传统划分方法相比,该优化划分方法的并行模拟性能平均提高13.3%。     

SCSI RDMA协议在InfiniBand网络上的实现与应用

本文介绍了一种在InfiniBand网络上实现SCSI RDMA协议的方法,对其性能进行了测试和分析,并结合InfiniBand网络,对SCSI RDMA在高性能集群系统上的应用进行了分析和总结.     

基于RapidIO和存储映射的高速互连网络

分析当前高速互连网络中同时存在的TCP/IP, GAMMA, InfiniBand, SCI等技术的实现机制,介绍RapidIO高性能总线技术。研究RapidIO协议和MPC8548处理器的相关技术,提出在RapidIO高速互连网络中实现存储映射的通信技术解决方案。     

基于InfiniBand的多链路mesh/torus大规模并行系统互连网络

在大规模并行系统中,系统级互连网络的设计至关重要.InfiniBand作为一种高性能交换式网络被广泛应用于大规模并行处理系统中.mesh/torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand网络的胖树拓扑结构拥有更好的性能与可扩展性.尽管如此,研究发现,用传统的mesh/torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多问题.分析了传统网络拓扑结构的缺陷,并提出了一种基于InfiniBand的多链路mesh/torus互连网络.这种改进型的拓扑结构通过充分利用交换机间的多链路可以获得比传统mesh/torus网络更高的带宽.另外,同时给出了与该网络拓扑结构相配套的高效路由算法.最后,通过网络仿真技术对提出的算法进行了评估,实验结果显示提出的路由算法相较于其他路由算法拥有更好的性能与可扩展性.     

基于OMNet++的大规模InfiniBand互连网络模拟系统

随着多核处理器的发展和计算需求的不断增长,高性能计算系统规模不断增大.使用模拟器对高性能计算系统进行模拟,对系统设计及优化有着重要的作用,互连网络模拟则是其中不可或缺的一部分.设计实现了一种基于OM Net++的大规模InfiniBand互连网络模拟系统,该系统通过记录的并行程序M PI消息来驱动网络仿真过程,可以模拟...     

分布式仿真运行支撑环境实现方法研究

随着计算机网络技术、电子技术、仿真技术、信息技术的发展,越来越多的复杂系统仿真采用分布式的仿真模式,而支持不同网络的运行支撑环境也就逐渐在分布式仿真中得到广泛应用。基于目前在复杂系统仿真中常用的几种计算机网络或协议,特别是基于TCP/IP协议的以太网、基于反射内存技术的分布式网络、基于实时数据分发的分布式网络,以及基于高速互连的InfiniBand网络,研究了仿真运行支撑环境的几种实现途径和解决办法。     

IPoIB体系结构及其应用

InfiniRand (IB) is a high speed, channel based interconnecting technology between systems and devices. It will remove the bottleneck limiting the performance of current servers and storage divices. This article proposes an IP over IrdiniBand (IPoIB) architecture and its application. It will function as a bridge between IP and IB architecture insystems IP and IB coexists. It enables the applications to take advantages of IB without changes in upper layers IP and other protocols. We also introduce the IPoIB protocol and show some experiment results in this paper. The experi-ment results show that IPoIB is suitable to be used in the front-end servers and interface devices for the IrdiniBand-based network servers.     

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3.13PFlops,其最大的特色之一就是采用28Gbps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...     

Design of scalable Java message-passing communications over InfiniBand

This paper presents ibvdev a scalable and efficient low-level Java message-passing communication device over InfiniBand. The continuous increase in the number of cores per processor underscores the need for efficient communication support for parallel solutions. Moreover, current system deployments are aggregating a significant number of cores through advanced network technologies, such as InfiniBand, increasing the complexity of communication protocols, especially when dealing with hybrid shared/distributed memory architectures such as clusters. Here, Java represents an attractive choice for the development of communication middleware for these systems, as it provides built-in networking and multithreading support. As the gap between Java and compiled languages performance has been narrowing for the last years, Java is an emerging option for High Performance Computing (HPC). The developed communication middleware ibvdev increases Java applications performance on clusters of multicore processors interconnected via InfiniBand through: (1) providing Java with direct access to InfiniBand using InfiniBand Verbs API, somewhat restricted so far to MPI libraries; (2) implementing an efficient and scalable communication protocol which obtains start-up latencies and bandwidths similar to MPI performance results; and (3) allowing its integration in any Java parallel and distributed application. In fact, it has been successfully integrated in the Java messaging library MPJ Express. The experimental evaluation of this middleware on an InfiniBand cluster of multicore processors has shown significant point-to-point performance benefits, up to 85% start-up latency reduction and twice the bandwidth compared to previous Java middleware on InfiniBand. Additionally, the impact of ibvdev on message-passing collective operations is significant, achieving up to one order of magnitude performance increases compared to previous Java solutions, especially when combined with multithreading. Finally, the efficiency of this middleware, which is even competitive with MPI in terms of performance, increments the scalability of communications intensive Java HPC applications.     

SAN存储技术研究

SAN是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统，未来的信息存储将以SAN存储方式为主。可采用光纤通道、IP／Ethernet、InfiniBand互联技术分别组建FC-SAN、iSCSI-SAN和InfiniBand-SAN。对SAN这一最具发展潜力的网络存储技术进行了较为全面的介绍，重点研究了iSCSI-SAN和InfiniBand-SAN这两种新的存储技术。     

IBA网络管理系统的设计及诊断系统的实现

随着InfiniBand协议的日益流行,相应的网络产品也越来越多.应用规模的增加,也随之带来新的问题,如何管理、测试和维护这种新兴网络,已经成为工程师面前的新课题.IBA协议支持各种形式的网络拓扑,不同的管理维护策略适用于不同的网络;研究了多种网络结构后,对一种树形的网络拓扑,给出了网络管理系统的设计及其中诊断系统的实现策略.     

A hardware supported multicast scheme based on XY routing for 2-D mesh InfiniBand networks

The multicast operation is a useful operation in parallel applications. It is therefore important to ensure that for a given architecture, the parallel application runs efficiently. With the hardware-supported multicast of the InfiniBand Architecture (IBA), we propose a multicast scheme for m×n mesh InfiniBand networks based on XY routing. The basic concept of the proposed multicast scheme is to find the union sets of the output ports of switches, which are in the paths between the source node and each destination node in a multicast group. Furthermore, in the proposed scheme, we consider the usage of virtual lanes and evaluate their performance. We implement the proposed multicast scheme on a 2-D mesh InfiniBand network simulator. Several multicast configurations consisting of different message size, different traffic workload and different number of virtual lanes are simulated. The simulation results show that the proposed multicast scheme outperforms its corresponding unicast scheme for all simulation cases. The larger the message size, the larger the number of multicast source nodes, and the larger the size of the multicast group, the better the speedup that can be expected from the proposed multicast scheme. The usage of virtual lanes is also shown to improve the speed of the multicast operations.     

InfiniBand集群监控工具CLS的设计与实现

集群的监控和管理工具多种多样,设计方法也有很多,本文综合国内外多种集群系统的性能检测工具设计方法的优点,结合面向对象设计思想,主要对Infiniband网络性能监控和并行程序监控进行改进,在RedhatLinux系统下使用C语言和QT实现可视化的图形监控和管理工具。     

深度网络模型压缩综述

深度网络近年在计算机视觉任务上不断刷新传统模型的性能,已逐渐成为研究热点.深度模型尽管性能强大,然而由于参数数量庞大、存储和计算代价高,依然难以部署在受限的硬件平台上（如移动设备）.模型的参数一定程度上能表达其复杂性,相关研究表明并不是所有的参数都在模型中发挥作用,部分参数作用有限、表达冗余、甚至会降低模型的性能.本文首先对国内外学者在深度模型压缩上取得的成果进行了分类整理,依此归纳了基于网络剪枝、网络精馏和网络分解的方法;随后,总结了相关方法在多种公开深度模型上的压缩效果;最后,对未来研究可能的方向和挑战进行了展望.