基于RapidIO的高性能通信接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在當(dāng)今高性能計(jì)算領(lǐng)域中集群以其成本低，通用化占著重要的地位。然而隨著對于高性能計(jì)算需求的提升，集群系統(tǒng)的CPU個(gè)數(shù)從幾十個(gè)逐漸發(fā)展到了成千上萬個(gè)，集群系統(tǒng)中的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)成為集群性能提高和發(fā)展的瓶頸。 RapidlO作為一個(gè)新生的開放標(biāo)準(zhǔn)，由于其傳輸速度可高達(dá)60Gbps，并且具有低延遲，支持3D torus等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，非常適用于大規(guī)模高性能計(jì)算集群中。但是目前RapidIO用于集群中還沒有專用接口。MPI程序必需通過T

2、CP/IP協(xié)議，使用以太網(wǎng)模擬器，才能使用RapidIO網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)重影響了RapidIO網(wǎng)絡(luò)的性能。 本文通過對RapidIO用于高性能計(jì)算集群的分析，尤其是現(xiàn)有接口的缺點(diǎn)分析，設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了基于RapidIO的高性能通信接口。本文的主要貢獻(xiàn)如下： 1) 分析了現(xiàn)有軟件對于RapidIO用于高性能計(jì)算集群的缺點(diǎn)。包括RapidIO底層驅(qū)動與以太網(wǎng)模擬器的缺點(diǎn)，MPI通過TCP/IP協(xié)議使用RapidIO的缺點(diǎn)。 2

3、) 設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了基于RapidIO的高性能通信接口。該接口具有基于優(yōu)先級的多流，利用RapidIO硬件完成錯誤校驗(yàn)等特性。并且通過優(yōu)化RapidIO底層驅(qū)動以及使用動態(tài)空閑緩存池提高了該接口的性能。通過利用RapidIO硬件可靠傳輸?shù)奶匦砸约熬S護(hù)RapidIO網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息，該接口在避免建立連接開銷的同時(shí)做到了可靠，有序的傳輸。 3) 建立了實(shí)驗(yàn)平臺，對延遲、帶寬、CPU占用率、內(nèi)存拷貝性能進(jìn)行了測試與分析。并且通過實(shí)驗(yàn)