El overhead generado por el sistema operativo y las copias van a suponer una parte importante en el tiempo total de comunicación. overhead del protocolo tiempo de transmisión (Gp:) 10 Mb/s
(Gp:) 100 Mb/s
(Gp:) 1 Gb/s
Lat. paq. corto: 50-60 µs Lat. switch: 40 µs Protocolos de comunic.
2. Active Messages (Fast Messages) Librería de comunicación de baja latencia del proyecto NOW (Berkeley).
Mensajes cortos: síncronos, request/reply – se crea el mensaje en la memoria de usuario. – el receptor crea un buffer en memoria de usuario y envía una petición (request). – el hardware de red envía el mensaje desde la memoria de usuario del emisor a la del receptor. – No se hacen copias en memoria del sistema: 0 copias.
Protocolos de comunic.
Estándares para clusters 1. VIA: virtual interface architecture Estándar de comunicaciones que combina las principales ideas desarrolladas en las universidades. Consorcio de fabricantes: Intel, Compaq, Microsoft…
— antes de enviar un mensaje, se reserva en memoria física, emisor y receptor, sitio para el mensaje. — las operaciones send/receive consisten en enviar un descriptor del paquete a una cola de proceso de paquetes. — puede esperarse confirmación o seguir con el trabajo. VIA
Estándares para clusters 1. VIA: virtual interface architecture Implementaciones
— nativa: parte del código se carga en el propio interfaz de red. — emulada: todo el proceso lo ejecuta el procesador del nodo (aunque con menor overhead que TCP/IP). — no “seguro” (reliable)! — bajo nivel: usar un interfaz. Por ejemplo, ya hay versiones de MPICH que soportan VIA. VIA
2. InfiniBand (IBA) Objetivo: infraestructura de comunicaciones de altas prestaciones, basada en switches (intra) y routers (inter), para formar redes SAN (sustitución del bus compartido)
– Los nodos se conectan mediante adaptadores especiales: HCA (nodos de cómputo) o TCA (nodos auxiliares). – Los switches interconectan los nodos de la red local, y los routers las redes locales entre sí. – Los enlaces operan desde 2,5 Gb/s hasta 3,75 GB/s (x12), unidireccionalmente, punto a punto. – Latencias < 6 µs para mesajes cortos. InfiniBand
MYRINET
– Infraestructura de comunicaciones de alto rendimiento (pero “cara”).
– Enlaces a 2+2 Gbit/s (full duplex) fibra óptica Switches en crossbar – red de Clos / cut-through – Software propio de control de mensajes (GM) Implementaciones de Gbit ethernet / Via / Infiniband – Latencias de paquetes pequeños: 1,2 us (Gigabit, 50 us) Throughput máximo 9,6 Gbit/s Myrinet
Myrinet
Myrinet
Myrinet
? CUIDADO: si, por ejemplo, utilizamos PCs para formar el cluster, la conexión red/nodo se hará a través del bus PCI. ¡Bien pudiera ser que fuera ese elemento el que limitara la velocidad de comunicación!
PCI ? 32 bit / 33 MHz — 64 bit / 66 MHz 110 – 480 MB/s PCI-X ? 1 GB/s (2.0 ? 4 GB/s) PCI Express ? 200 MB/s por canal (× 32 ? 6,4 GB/s) Bus del PC
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