Жарылыс буфері - Burst buffer

Ішінде жоғары өнімді есептеу қоршаған орта, жарылыс буфері бұл алдыңғы жағында орналасқан жылдам және аралық сақтау қабаты есептеу процестері және артқы жағы сақтау жүйелері. Бұл есептеу түйіндерінің өңдеу жылдамдығы мен арасындағы өсіп келе жатқан өнімділікті жою үшін уақытылы сақтау шешімі ретінде пайда болады Кіріс шығыс (I / O) сақтау жүйелерінің өткізу қабілеттілігі. Burst буфері, мысалы, өнімділігі жоғары сақтау құрылғыларының жиымынан жасалған NVRAM және SSD. Әдетте бұл артқы сақтау жүйелеріне қарағанда I-O өткізу қабілеттілігінің бір-екі ретін жоғарырақ ұсынады.

Істерді қолданыңыз

Жарылыс буферінің пайда болуы жарылыс буферіне негізделген шешімдердің алуан түрлілігін тудырады, олар ғылыми деректердің қозғалысын жеделдетеді суперкомпьютерлер. Мысалы, ғылыми қосымшалардың өмірлік циклдары есептеу фазалары мен енгізу-шығару фазалары арасында ауысып отырады.[1] Атап айтқанда, есептеудің әр айналымынан кейін (яғни, есептеу кезеңі) барлық есептеу процестері бір уақытта өздерінің аралық деректерін түпкілікті сақтау жүйелеріне жазады (яғни, енгізу-шығару фазасы), содан кейін есептеудің басқа айналымы және мәліметтердің қозғалысы операциялары жүреді. Жарылыс буферін орналастырған кезде, процестер жылдам баяу қатты дискіге негізделген сақтау жүйелеріне жазудың орнына есептеудің бір айналымынан кейін жылдамдықты буферге жазып, дереу деректердің жылжуын күтпей келесі айналымға ауыса алады. түпкілікті сақтау жүйелеріне;[2][3] содан кейін деректер асинхронды түрде жарылыс буферінен сақтау жүйелеріне келесі есептеумен бір уақытта жуылады. Осылайша, деректерді сақтау жүйелеріне жылжытуға кеткен ұзақ енгізу-шығару уақыты есептеу уақытының артында жасырылады. Сонымен қатар, деректерді жедел буферге буферлеу, сонымен қатар қосымшаларға сақтау жүйелерін өткізу қабілеттілігін тиімді пайдалану үшін деректер трафигін түпкілікті сақтау жүйелеріне өзгертуге көптеген мүмкіндіктер береді.[4][5] Басқа жиі қолданылатын жағдайда, ғылыми қосымшалар өздерінің аралық деректерін баяу сақтау жүйелерімен байланыссыз жарылыс буферінде және сыртында орналастыра алады. Сақтау жүйелерін айналып өту бағдарламаларға өнімділіктің көп бөлігін жарылыс буферінің пайдасын сезінуге мүмкіндік береді.[6]

Буферлік сәулеттің өкілдігі

Жоғары өнімділікті есептеу ортасында жарылыс буферінің екі репрезентативті архитектурасы бар: түйінді локальды буфер және қашықтықтағы ортақ жарылыс буфері. Жергілікті жарылыс буферінің архитектурасында жарылыс буферін сақтау жеке есептеу түйінінде орналасқан, сондықтан жиынтық жарылыс буферінің өткізу қабілеттілігі есептеу түйіндерінің санымен сызықты түрде өседі. Бұл ауқымдылық пайда соңғы әдебиеттерде жақсы жазылған.[7][8][9][10] Сонымен қатар, барлық жарылыс буферлеріне таратылатын деректерге арналған ғаламдық атау кеңістігін сақтау үшін метадеректерді басқарудың кеңейтілген стратегиясына сұраныс бар.[11][12] Қашықтан басқарылатын жарылыс буферінің архитектурасында жарылыс буферінің жадысы есептеу түйіндері мен түпкілікті сақтау жүйелері арасында орналасқан енгізу-шығару түйіндерінің азырақ санында болады. Есептеу түйіндері мен жарылыс буфері арасындағы деректер қозғалысы желі арқылы өтуі керек. Жару буферін енгізу-шығару түйіндеріне орналастыру жарылыс буферінің қызметін дербес дамытуды, орналастыруды және қызмет көрсетуді жеңілдетеді. Демек, DataWarp және Infinite Memory Engine сияқты жарылыс буферін басқаруға арналған бірнеше танымал коммерциялық бағдарламалық өнімдер жасалды. Алдағы суперкомпьютерлер бірнеше гетерогенді жарылыс буферлік қабаттарымен, мысалы, есептеу түйіндеріндегі NVRAM және бөлінген енгізу-шығару түйіндеріндегі SSD дискілерімен орналастырылатын болғандықтан, мөлдір түрде қозғалатын бірыңғай бағдарламалық жасақтаманы жобалауға және енгізуге қызығушылық артып келеді. бірнеше сақтау қабаттарындағы деректер.[13][14][15]

Жарылыс буферімен орналастырылған суперкомпьютерлер

Жарылыс буфері өзінің маңыздылығына байланысты көшбасшылық ауқымындағы суперкомпьютерлерде кеңінен қолданылды. Мысалы, DASH суперкомпьютерінде түйінді локалды буфер орнатылды Сан-Диего суперкомпьютер орталығы,[16] Цубаме суперкомпьютерлер Токио технологиялық институты, Тета және Аврора суперкомпьютерлер Аргонне ұлттық зертханасы, Саммит суперкомпьютер Oak Ridge ұлттық зертханасы, және Sierra суперкомпьютері Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасы және т.с.с. қашықтағы ортақ жарылыс буферін қабылдады Тянхэ-2 суперкомпьютер Гуанчжоудағы ұлттық суперкомпьютер орталығы, Trinity суперкомпьютері Лос-Аламос ұлттық зертханасы, Cori суперкомпьютері Лоуренс Беркли атындағы ұлттық зертхана және ARCHER2 суперкомпьютері Эдинбург параллельді есептеу орталығы.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Лю, Чжуо; Лофстид, Джей; Ван, Тенг; Ю, Вайкуань (қыркүйек 2013). «Ғылыми қосымшалар үшін жүйені кең қуатпен басқару жағдайы». 2013 IEEE кластерлік есептеу бойынша халықаралық конференция (кластер). IEEE. 1-8 бет. дои:10.1109 / КЛАСТЕР.2013.6702681. ISBN  978-1-4799-0898-1.
  2. ^ Ван, Тенг; Ауызша, Сарп; Ванг, Яндун; Сеттлемьер, Брэд; Атчли, Скотт; Ю, Вайкуань (қазан 2014). «BurstMem: ғылыми қосымшаларға арналған жоғары жылдамдықты буферлік жүйе». IEEE Халықаралық Үлкен Деректер Конференциясы (Үлкен Деректер). IEEE. 71-79 бет. дои:10.1109 / BigData.2014.7004215. ISBN  978-1-4799-5666-1.
  3. ^ Лю, Нин; Коп, Джейсон; Карнс, Филип; Каротерс, Кристофер; Росс, Роберт; Грайдер, Гари; Кроум, Адам; Мальцан, Карлос (сәуір 2012). «Көшбасшылық класындағы сақтау жүйелеріндегі жарылыс буферінің рөлі туралы». 012 IEEE жаппай сақтау жүйелері мен технологиялары бойынша 28-ші симпозиум (MSST). IEEE. 1-11 бет. дои:10.1109 / MSST.2012.6232369. ISBN  978-1-4673-1747-4.
  4. ^ Ван, Тенг; Ауызша, Сарп; Притчард, Майкл; Ванг, Бин; Ю, Вайкуань (қыркүйек 2015). «ТРИО: Іске қосу буферінің негізіндегі оркестр». 2015 IEEE кластерлік есептеу бойынша халықаралық конференция. IEEE. 194–203 бет. дои:10.1109 / КЛАСТЕР.2015.38. ISBN  978-1-4673-6598-7.
  5. ^ Кугкас, Энтони; Дориер, Матье; Лэтхэм, Роб; Росс, Роб; Sun, Xian-He (наурыз 2017). «I / O кедергісін болдырмау үшін жарылыс буферін үйлестіруді пайдалану». 2016 IEEE электрондық ғылым бойынша 12-ші халықаралық конференция (E-Science). IEEE. 371-380 бб. дои:10.1109 / eScience.2016.7870922. ISBN  978-1-5090-4273-9. OSTI  1366308.
  6. ^ Ван, Тенг; Мохрор, Кэтрин; Муди, Адам; Сато, Кенто; Ю, Вайкуань (қараша 2016). «Ғылыми қосымшаларға арналған эфемерлік жарылыс-буферлік файлдар жүйесі». SC16: Жоғары өнімді есептеу, желілік байланыс, сақтау және талдау бойынша халықаралық конференция. IEEE. 807–818 бет. дои:10.1109 / SC.2016.68. ISBN  978-1-4673-8815-3.
  7. ^ «BurstFS: ғылыми қосымшаларға арналған таратылған буферлік файлдық жүйе» (PDF). Қараша 2015.
  8. ^ Муди, Адам; Броневецкий, Грег; Мохрор, Кэтрин; Supinski, Bronis R. de (қараша 2010). «Масштабталатын көп деңгейлі бақылау жүйесін жобалау, модельдеу және бағалау». 2010 ACM / IEEE жоғары өнімділігі үшін есептеу, желілік байланыс, сақтау және талдау бойынша халықаралық конференция. ACM. 1-11 бет. дои:10.1109 / SC.2010.18. ISBN  978-1-4244-7557-5.
  9. ^ «Үш миллион МПИ тапсырманы тексеру үшін 1 PB / s файлдық жүйе» (PDF). ACM. Маусым 2013.
  10. ^ Чжао, Дунфанг; Чжан, Чжао; Чжоу, Сяобин; Ли, Тунлин; Ван, Ке; Кимпе, Дрис; Карнс, Филип; Росс, Роберт; Райку, Иоан (қазан 2014). «FusionFS: жоғары өнімді компьютерлік жүйелердегі деректерді қажет ететін ғылыми қосымшаларға бағытталған». IEEE Халықаралық Үлкен Деректер Конференциясы (Үлкен Деректер). IEEE. 61–70 бет. дои:10.1109 / BigData.2014.7004214. ISBN  978-1-4799-5666-1.
  11. ^ Ван, Тенг; Муди, Адам; Чжу, Юэ; Мохрор, Кэтрин; Сато, Кенто; Ислам, Танзима; Ю, Вайкуань (мамыр 2017). «MetaKV: Үлестірілген буферлердің метадеректерін басқарудың негізгі құндылығы». 2017 IEEE Халықаралық параллельді және үлестірілген өңдеу симпозиумы (IPDPS). IEEE. 1174–1183 бет. дои:10.1109 / IPDPS.2017.39. ISBN  978-1-5386-3914-6.
  12. ^ Ли, Тунлин; Чжоу, Сяобин; Брандстаттер, Кевин; Чжао, Дунфанг; Ван, Ке; Раджендран, Анупам; Чжан, Чжао; Райку, Иоан (мамыр 2013). «ZHT: Жеңіл салмақты сенімді динамикалық масштабталатын нөлдік-хоп үлестірілген хэш кестесі». 2013 IEEE параллельді және үлестірілген өңдеу бойынша 27-ші халықаралық симпозиум. IEEE. 775–787 беттер. CiteSeerX  10.1.1.365.7329. дои:10.1109 / IPDPS.2013.110. ISBN  978-1-4673-6066-1.
  13. ^ Ван, Тенг; Бына, Сүрэн; Дон, Бин; Tang, Houjun (қыркүйек 2018). «UniviStor: HPC үшін интеграцияланған иерархиялық және үлестірілген сақтау». IEEE 2018 кластерлік есептеу бойынша халықаралық конференция (кластер). IEEE. 134–144 бб. дои:10.1109 / КЛАСТЕР.2018.00025. ISBN  978-1-5386-8319-4.
  14. ^ «Гермес: гетерогенді хабардар көп деңгейлі үлестірілген енгізу-шығару буферлік жүйесі». ACM. Маусым 2018. дои:10.1145/3208040.3208059. Журналға сілтеме жасау қажет | журнал = (Көмектесіңдер)
  15. ^ Тан, Хоужун; Бына, Сүрэн; Тессье, Франсуа; Ван, Тенг; Дон, Бин; Му, Цзинцин; Козиол, Квинси; Суман, Джером; Вишванат, Венкатрам; Лю, Джиалин; Уоррен, Ричард (мамыр 2018). «HPC үшін масштабталатын және асинхронды объектіге негізделген деректерді басқаруға». 2018 18-ші IEEE / ACM Халықаралық кластерлік, бұлтты және торлы есептеуіш симпозиумы (CCGRID). IEEE. 113–122 бб. дои:10.1109 / CCGRID.2018.00026. ISBN  978-1-5386-5815-4.
  16. ^ «DASH: флэш негізіндегі суперкомпьютерге арналған рецепт» (PDF). ACM. Қараша 2010.

Сыртқы сілтемелер