一种高效MPI设备层扩展库的设计与实现 优先出版.pdf

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1、网络出版时间：2017-01-1010:28:56网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20170110.1028.072.html一种高效MPI设备层扩展库的设计与实现方铃雷咏梅上海大学计算机工程与科学学院，上海200072DesignandImplementofanEfficientMPIDeviceLayerExtensionLibrariesFangLingandLeiYongmei(SchoolofComputerEngineeringandScienceS

2、hanghaiUniversity,Shanghai200072)AbstractAsanewgenerationofbusinterface,PCIExpresscansupporttheconcurrentdatatransmissionbetweenallkindsofdevices,andeachofthesedevicescanestablishtheirowntransmissionchannelwhatisproprietarywhenitrequirestransmittingdata,whichmakesthe

3、transmissionofdatamoreefficient.SoPCIExpressinterconnectstructurehavealsobeenappliedtohighperformanceareas.WhenEthernetreplacebyPCIExpress,highspeedtransferbetweendifferentdevicescanbeachieved,andthescaleofthestructureiseffectivelyreduced,whatcanbewellappliedtotheind

4、ustryandotherfields.Butinordertorunparallelprogramsbasedonthisinterconnectstructure,itisnecessarytodesignandimplementthecorrespondingMPIdevicelayerextensionlibraries,whatcanachievethattheprocesscommunicationofdifferentboards.Inthepresentpaper,thecommunicationmodeofco

5、ntrolanddatadualchannelwhattakeadvantageofthefeaturesofPCIExpressinterconnectstructureandthefunctionofMPICHPMIKVSspaceisproposed.ControlinformationdependsonreliableTCPtransportprotocoltotransmitanddatainformationtransmitsviaahigh-speedPCIExpressbus,sothatefficientdat

6、atransmissionbetweenheterogeneoussystemscanbeimplemented.Finally,thefeasibilityofdevicelayerextensionlibrariesisprovedthroughthesimulationexperiment.Keywordshighperformance;PCIExpressinterconnectstructure;MPIdevicelayerextensionlibraries;dualchannel摘要PCIExpress作为新一代的

7、总线接口，能支持各个设备之间并发的数据传输，每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的专用的传输通道，这样的操作使得数据能够高效传输，因此PCIExpress互联结构已被广泛的应用到高性能领域。用PCIExpress总线代替以太网，不仅能实现不同设备之间高速的数据传输，而能够缩减结构规模，并很好的应用到工业等领域。但基于这种互联结构来实现并行程序运行，需要设计和实现相应的MPI设备层扩展库，以实现不同板卡系统的进程间通信。本文结合PCIExpress互联结构特点，基于MPICH的PMIKVS空间的功能，提出控制和数据双通道的通信

8、模式，控制信息依靠可靠传输协议TCP进行传输，数据信息通过高速的PCIExpress总线进行传输，以实现异构系统之间高效的数据传输，并通过模拟实验证明设备层扩展库的可行性。关键词高性能；PCIExpress互联结构；MPI设备层扩展库；双通道中图法分类号TP30