ローカルエリアで高性能並列処理を実現するネットワーク
RHiNET
工藤知宏、田邊昇、山本淳二、西宏章 並列分散システムアーキテクチャつくぱ研究室({kudoh, tanabe, junji,
west}@trv.rwcp.or.jp)
1.はじめに
RHiNETT(RWCP High Performance Network)と呼ぶネットワークを開発している。RHiNETTは、 LASN(LocaI
Area System Network)とよぶ、我々が提案するSANとLANの利点を併せ持つ新しいネットワークのクラスに属する。LASNには
・低レイテンシ
・高いリンクおよびbi-sectionバンド幅
・パケットを廃棄しない信頼性のある通信
・トポロジの制約、距離の制約が緩やかで、ビル 内やフロア内に分散して配置された計算機を 接続できる
・計算機の追加、削除への対応などの性質が求められる。
2.RHiNET
THiNETは、以下の3つの要素から構成される。
(1)光インタコネクションに対応したネットワークスイツチ
レイテンシを小さくするためには、wormhole routlngを用いる必要がある。Wormhole routing
で、パケットを廃棄することなく任意のトポロジでデッドロックを避けるには、最大ホップ数分のパケットバッファを用意する構造化チャネル法を用いる。また、最大バンド幅でフローコントロールするには伝送路の往復の遅延時間に最大バンド幅で転送できるデータ量を格納できるパケットバッファを用意する。このため、スイッチには大容量のメモリが必要となる。
(2)高桜能なネットワークインタフエース
ホストブロセッサのオーバヘッドを低減し、ネットワークの高いバンド幅を有効に活用するためのアーキテクチャサポートを提供するネットワークインタフエースを開発する。アドレス変換や次項で述べる通信ブロトコルをネットワークインタフエースがサポートする。
(3)高性能並列処理をサポートする通信
ゼロコピー通信を用い、メッセージパッシング
(MPI)、共有メモリモデル(OpenMP)などのブログラミングモデルで記述されたプログラムを効率よく実行するための通信プリミティブを提供する。
4.開発の現状
1.3Gbpsの光インタコネクションを用いる
RHiNET-1と、8Gbpsの光インタコネクションを用いるRHiNET-2の2段階に分けて開発を行つている。また、PCIバスに装着されるネットワークインタフエースに加えて、メモリスロットに搭載するMEMOnetと呼ぶネットワークインタフエースも開発する。これまでに、RHiNET-1のハードウエアの開発を終え、現在プロトコルの実装評価を行つている。また、RHiNET-2スイッチのプロトタイプを光インタコネクション日立研究室と共同で開発した。
図1 RHiNET-1ネットワークインタフェース
図2 RHiNET-1ネットワークスイッチASIC
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