SHMEM - SHMEM

SHMEM (Cray Research-ning "umumiy xotira" kutubxonasidan[1]) parallel dasturlash kutubxonalari oilasi bo'lib, bir tomonlama, RDMA, kam kechiktirilgan taqsimlangan xotira superkompyuterlari uchun parallel qayta ishlash interfeyslari. Keyinchalik SHMEM qisqartmasi teskari tarzda "Simmetrik iyerarxik xotira" ma'nosida ishlab chiqilgan.[2] Keyinchalik u kengaytirildi tarqatilgan xotira parallel kompyuter klasterlari va qurish uchun parallel dasturlash interfeysi yoki past darajadagi interfeys sifatida ishlatiladi bo'lingan global manzil maydoni (PGAS) tizimlari va tillari.[3] "Libsma", birinchi SHMEM kutubxonasi, Richard Smit tomonidan 1993 yilda Cray Research-da CRAY T3D protsessorlararo aloqa uskunasiga kirish uchun ingichka interfeyslar to'plami sifatida yaratilgan. SHMEM Cray Research, SGI, Cray Inc., Quadrics, HP, GSHMEM, IBM, QLogic, Mellanox, Xyuston va Florida universitetlari tomonidan amalga oshirildi; ochiq kodli OpenSHMEM ham mavjud.[4]

SHMEM kam kechikish (sub-mikrosaniyali) bir tomonlama aloqa uchun asos yaratdi.[5] CR3 T3E-da ishlatilgandan so'ng,[6] uning mashhurligi pasayib ketdi, chunki kam sonli mashinalar individual so'z bilan aloqa qilish uchun samaradorlikni saqlash uchun zarur bo'lgan mikrosaniyadagi kechikishlarni etkazib bera olishdi. Ommabop sub-mikrosaniyali o'zaro aloqalar paydo bo'lishi bilan SHMEM ekzascale hisoblash uchun giper samarali, ko'chma, parallel aloqa usullari zarurligini hal qilishda foydalanildi.[7]

SHMEM yordamida yozilgan dasturlarni bir nechta kompyuterlarda ishga tushirish mumkin, ba'zi bir SHMEM kutubxonasi tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan yuqori samarali tarmoq bilan birlashtirilgan. Har qanday kompyuterda dastur nusxasi ishlaydi (SPMD ); har bir nusxa PE (ishlov berish elementi) deb nomlanadi. Shaxsiy kabinetlar SHMEM kutubxonasidan ma'lumotni o'qish ("shmem_get" operatsiyasi) yoki yozish ("shmem_get" operatsiyasi) kabi masofadan xotiraga kirish operatsiyalarini bajarishni so'rashlari mumkin. "Peer-to-peer" operatsiyalari bir tomonlama bo'lib, bu amalni bajarish uchun masofaviy ipdan faol hamkorlik zarur emasligini anglatadi (lekin u "shmem_wait" yordamida mahalliy xotirasida o'zgarishlarni so'rashi mumkin). Amaliyotlar baytlar yoki so'zlar kabi qisqa turlarda yoki massivlar kabi uzunroq ma'lumotlar turlarida bajarilishi mumkin, ba'zida bir tekis yoki indekslangan (faqat qator elementlari yuboriladi). Qisqa ma'lumot turlari uchun SHMEM atom operatsiyalarini bajarishi mumkin (CAS, olish va qo'shish, atomik o'sish va h.k.) hatto masofaviy xotirada. Bundan tashqari, ikki xil sinxronlash usuli mavjud:[4] vazifalarni boshqarish sinxronizatsiyasi (to'siqlar va qulflar) va xotirani fextavonie qilish va buyurtma berishni ta'minlash funktsiyalari. SHMEM-da bir nechta kollektiv operatsiyalar mavjud bo'lib, ularni kamaytirish, translyatsiya qilish, yig'ish kabi barcha xususiy tadbirkorlik sub'ektlari boshlashlari kerak.

Har bir PE o'z xotirasining bir qismini "nosimmetrik" segment (yoki umumiy xotira maydoni) deb e'lon qiladi va boshqa xotira shaxsiydir. Faqatgina "birgalikdagi" xotiraga masofaviy PElardan bir tomonlama ishlashda kirish mumkin. Dasturchilar PEni qamrab oladigan nosimmetrik manzilga ega ob'ektlarni yaratish uchun statik-xotira konstruktsiyalari yoki shmalloc / shfree muntazam foydalanishlari mumkin.

Odatda SHMEM funktsiyalari

  • start_pes (N) - start N ishlov berish elementlari (PE)
  • _my_pe () - SHMEM-dan joriy ipning PE identifikatorini qaytarishini so'rang
  • shmem_barrier_all () - barcha PElar to'siqqa qadar kuting; keyin ularni oldinga borishga imkon bering
  • shmem_put (maqsad, manba, uzunlik, pe) - "uzunlik" uzunlikdagi ma'lumotlarni masofadan turib "maqsad" manziliga pe bo'yicha "pe" identifikatori bilan mahalliy "manba" dan yozish
  • shmem_get (maqsad, manba, uzunlik, pe) - uzoqlikdagi "uzunlik" ma'lumotlarini PE dan uzoq masofadagi "manba" manzilidan "pe" identifikatori bilan o'qish va qiymatlarni "manzil" mahalliy manziliga o'qish uchun saqlash.[8]

SHMEM dasturlarini ro'yxati

  • Cray Research: CRAY T3D, CRAY T3E va Cray Research PVP superkompyuterlari uchun original SHMEM[9]
  • SGI: Infiniband tarmoq adapterlari bilan NUMALink va Altix tuzish tizimlari uchun SGI-SHMEM
  • Cray Inc.: Unicos MP uchun MP-SHMEM (X1E superkompyuteri)
  • Cray Inc.: Unicos LC uchun LC-SHMEM (Cray XT3, XT4, XT5)
  • Kvadrikalar: Q-SHMEM[10] QsNet o'zaro bog'langan Linux klasterlari uchun[9]
  • Tsiklops-64 SHMEM
  • HP SHMEM[9]
  • IBM SHMEM[9]
  • GPSHMEM[9]
  • ----- OpenSHMEM dasturlari (SGI va Open Source Software Solutions, Inc. standart harakatlari)
  • Xyuston universiteti: Yo'naltiruvchi OpenSHMEM[4][9]
  • Mellanox ScalableSHMEM[9]
  • SHMEM portallari (tepada Portallar interfeysi )
  • Florida universiteti: Gator SHMEM[9]
  • MPI-ni oching OpenSHMEM dasturini o'z ichiga oladi[11]
  • Adapteva epiphany koprosessori[12]

Kamchiliklari

Birinchi yillarda SHMEM-ga faqat ba'zi Cray Research mashinalarida kirish mumkin edi (keyinchalik qo'shimcha ravishda SGI-da)[1] maxsus tarmoqlar bilan jihozlangan, kutubxonani keng tarqalgan va mavjudligini cheklaydi sotuvchini blokirovka qilish (masalan, Cray Research, MPI va shmem qo'ng'iroqlarini birlashtirish uchun MPI dasturlarini qisman qayta yozishni tavsiya qildi, bu esa dasturni boshqa aniq MPI muhitiga ko'chirmaydi).

SHMEM standart sifatida aniqlanmagan,[9][1] SHMEM kutubxonalarining boshqa sotuvchilar tomonidan bir nechta mos kelmaydigan variantlari yaratildi. Kutubxonalarda turli xil fayl nomlari, PEni boshlash yoki joriy PE identifikatorini olish uchun turli boshqaruv funktsiyalari nomlari mavjud edi[9] va ba'zi funktsiyalar o'zgartirilgan yoki qo'llab-quvvatlanmagan.

Ba'zi SHMEM dasturlari CRAY T3D me'morchiligidagi cheklovlarga muvofiq ishlab chiqilgan, masalan, qisqartirish va eshittirishlarni faqat ikki kishilik quvvatga ega bo'lgan IH kichik guruhlarida boshlash mumkin edi.[2][9]

SHMEM kutubxonalarining variantlari har qanday MPI kutubxonasi ustida ishlashi mumkin, hatto klasterda faqat rdma bo'lmagan optimallashtirilgan chekilgan bo'lsa ham, ishlash boshqa rivojlangan tarmoq protokollariga qaraganda yomonroq bo'ladi.

Umumiy mintaqadagi xotirani malloc tizimi bilan emas, balki maxsus funktsiyalar (shmalloc / shfree) yordamida ajratish kerak.[9]

SHMEM faqat C va Fortran uchun mavjud (ba'zi versiyalari C ++ da).[9]

SHMEMning ko'pgina kamchiliklari OpenSHMEM-ni mashhur sub-mikrosaniyali o'zaro bog'liqliklarda ishlatilishi bilan bartaraf etildi.[7]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b v SHMEM // Cray, 004-2178-002-sonli hujjat, 3-bob
  2. ^ a b Parallel hisoblash bilan tanishish - 3.11 Tegishli ish // cse590o kursi, Vashington universiteti, 2002 yil qish; sahifa 154
  3. ^ "Parallel dasturlash bo'yicha yangi tezlashuvlar" (PDF). Mellanoks. 2012 yil. Olingan 18 yanvar 2014. SHMEM PGASni amalga oshirish uchun quyi darajadagi interfeys sifatida ishlatilmoqda / taklif qilinmoqda
  4. ^ a b v Puul, Stiven (2011). OpenSHMEM - Birlashgan RMA modeli tomon. Parallel hisoblash entsiklopediyasi. 1379-1399-betlar. doi:10.1007/978-0-387-09766-4_490. ISBN  978-0-387-09765-7.
  5. ^ SHMEM dasturlarini taqqoslash, kuzatish va simulyatsiya qilish vositalari // CUG 2012, San Diego Superkompyuter markazi va ORNL tomonidan tayyorlangan maqola
  6. ^ Parallel virtual mashinaning so'nggi yutuqlari va xabarlarni uzatish ..., 11-jild sahifa 59: "Dasturlash paradigmasi sifatida bir tomonlama aloqa dastlab SHMEM kutubxonasi tomonidan Cray T3D va T3E-da ommalashtirildi ..."
  7. ^ a b "OpenSHMEM 2015". www.csm.ornl.gov. Olingan 2017-04-10.
  8. ^ man shmem_get (SGI TPL)
  9. ^ a b v d e f g h men j k l m OpenSHMEM TUTORIAL // Xyuston universiteti, Texas, 2012 yil
  10. ^ Shmem dasturlash bo'yicha qo'llanma // Quadrics, 2000-2001
  11. ^ OpenMPI
  12. ^ Jeyms Ross va Devid Richi. Adapteva epiphany koprosessori uchun OpenSHMEM dasturi. OpenSHMEM va unga aloqador texnologiyalar bo'yicha uchinchi seminar materiallarida, "OpenSHMEM 2016". www.csm.ornl.gov.. Springer, 2016 yil.

Qo'shimcha o'qish

Tashqi havolalar