リモートメモリ書き込みを用いた MPI の効率的実装
Efficient implementation of MPI using remote memory write

建部 修見  児玉 祐悦  関口 智嗣  山口 喜教
Osamu Tatebe Yuetsu Kodama Satoshi Sekiguchi Yoshinori Yamaguchi
E-mail: {tatebe,kodama,sekiguchi,yamaguti}@etl.go.jp

電子技術総合研究所
Electrotechnical Laboratory, AIST, MITI


概要

MPI は point-to-point 通信において, 対応する送信と受信のマッチングにお
けるコストが大きく, 通信遅延が大きくなる原因となっている. 本研究では, 
ノンブロッキング受信が先行発行される通信パターンにおいて, 送信時に受信
側に問い合わせることなくリモートメモリ書き込みにより送信を行う方式を提
案し, 高並列計算機 EM-X に実装しその評価を行った. その結果, 通信遅延 
15.3 usec., スループット 31.4 MB/s を達成し, 他 MPP に実装されている 
MPI に比べ優位な性能を示した. 本手法は, 他システムにおいても適応可能で
あり, ハードウェアスペック通りの低遅延, 高スループットを得る為には重要
な方式と考えられる.


ABSTRACT

MPI point-to-point communication is a basic operation, however it
requires runtime-matching of send and receive that causes to reduce
performance.  This paper proposes a new approach to send messages by
remote memory write without inquiring of the receiver under a
communication pattern such that nonblocking receive is issued in
advance.  Basically, this approach makes it possible to gain low
latency and high bandwidth as the hardware specification.  MPI-EMX,
our implementation of the MPI on the EM-X multiprocessor, achieves a
zero-byte latency of 15.3 usec. and a maximum bandwidth of 31.4 MB/s,
which can compete with commercial MPPs.  This approach to reduce
communication latency is widely applicable to other systems and is
quite a promising technique for achieving low latency and high
bandwidth.