MPIライブラリと協調するTCP通信の実現

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  • TCP Layer Adapted to MPI Library
  • MPI ライブラリ ト キョウチョウ スル TCP ツウシン ノ ジツゲン

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TCP は連続するストリーム通信で効率的な通信が行えるように設計されている．一方，典型的なMPI アプリケーションは計算と通信のフェーズを繰り返し，その通信負荷は断続的でありTCP による通信は非効率的になる．そこで，断続する通信を連続に見せるためTCP に3 点の変更を加える．通信開始時点でのペーシング，Retransmission Time Out 時間の短縮，通信フェーズごとの通信パラメータの保存復元である．Linux 上のTCP スタックに実装し，その効果をNPB ベンチマークによって確認した．比較的定常的な通信を行うFT，MG ベンチマークでは効果はなく，通信量の非常に少ないLU では逆に性能が低下した．しかし，それ以外のBT，CG，IS，SP ベンチマークでは，10%から30%の性能向上が確認できた．

Typical MPI applications work in phases of computation and communication, and messages are exchanged in relatively small chunks. This behavior is not optimal for TCP because it is designed only to handle a contiguous flow of messages efficiently. Modifications to make TCP observe these chunks as if they were a contiguous flow will be expected to improve performance of TCP. Three simple modifications are actually implemented in the Linux TCP stack and evaluated: pacing at start-up, cutting RTO (Retransmission Time Out) time, and saving/restoring TCP parameters at changes of computation phases. Evaluation using the NAS Parallel Benchmarks shows that FT and MG benchmarks get no merit because they have small but steady communication, LU benchmark gets worse because it has very small amount of communication, but other BT, CG, IS, and SP benchmarks get 10 to 30 percent of improvement.

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