高性能アプリケーション開発のためのポータブルで実用的な通信性能解析

用于高性能应用程序开发的便携式实用通信性能分析

• 批准号: 16K00172
• 负责人: 薄田 竜太郎
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16K00172/
• 关键词: 並列処理; 性能解析; メッセージパッシングインターフェース; 超高速情報処理; 情報通信工学; ソフトウエア開発効率化・安定化

現在の大規模科学技術アプリケーションは多数のプロセスが互いにデータを通信しながら並列に計算を行うため、通信時間を削減することは高性能アプリケーションを開発する上で重要である。通信時間には通信相手のプロセスがデータを送信するまで待つ時間と実際の通信時間があり、性能を向上させるためには両者を区別してアプリケーション中の通信時間を測定する必要がある。本研究は待ち時間と実通信時間を自動的に区別し、特定の計算機環境に依存せず、解析に要する時間が少ない通信性能解析を実現することを目的とした。既存の性能解析ツールの多くはアプリケーションを実行しながら計算と通信のパターンをファイルに記録し、実行終了後にそのパターンを解析するという2段階の解析方法を採用している。本研究ではアプリケーションの実行中に解析を行う実行時解析を採用した。実行時に待ち時間と実通信時間を区別する方法として、(1)通信の直前に通信に参加するプロセスを同期させ、待ち時間を0にして実通信時間を測定する方法と(2)実通信時間が0である仮想的な環境を仮定した場合のアプリケーションの仮想的な実行時間を推定し、実際の実行時間との差から実通信時間を求める方法の2つを通信パターンにより使い分けた。上記の方法により、標準的な通信ライブラリであるMessage Passing Interface(MPI)の代表的な通信パターンについて、待ち時間と実通信時間を自動的に区別して測定できることを示した。通信1回につき解析に要する時間は通信に参加するプロセスを同期するために要する時間と同程度であり、実行時解析のためにアプリケーションの実行時間が大幅に増加することはない。アプリケーション開発者が必要なことは解析を行うライブラリをリンクすることだけで、アプリケーションのソースコードを変更する必要はない。また特定の計算機環境に依存せずに解析可能である。

Now the large-scale science and technology development is very important for the development of most of the technologies, such as communication, parallel computing, communication time reduction, and high-performance development. The communication time is necessary to measure the communication time between the communication phase and the transmission phase, and the communication time between the communication phase and the transmission phase is different from the communication time between the communication phase and the transmission phase. This study focuses on the automatic differentiation of waiting time and communication time, and the analysis of communication performance in specific computer environments. The existing performance analysis method adopts a two-stage analysis method, which is used to analyze the performance of the existing performance analysis method and the multi-stage analysis method. This study is based on the analysis of the implementation of the project. (1) A method for determining the communication time between the waiting time and the actual communication time;(2) A method for estimating the actual communication time between the communication time and the actual communication time when the communication time is 0 and the actual communication time is 0. The difference between the actual running time and the actual communication time is calculated according to the method of 2. The method described above indicates that the standard Message Passing Interface(MPI) represents the automatic determination of communication time and waiting time. The time required for communication analysis is increased significantly by the time required for communication analysis. The developer of the software must be able to analyze the software and change the software. Dependency analysis is possible in a particular computer environment.

项目成果

Unpredictable Communication Patterns and Performance Analysis in Parallel Processing of Simulations

仿真并行处理中不可预测的通信模式和性能分析

• 发表时间: 2017
• 作者: Masaki Nakanishi and Marcos Villagra;R. Susukita
• 通讯作者: R. Susukita