基于共享存储的高可伸缩嵌入式集群模型  

Shared Memory Based Embedded Cluster Model with High Scalability

作　　者：尹文轩[1,2] 高翔[1] 朱晓静[1] 郭德源[3] 

机构地区：[1]中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室,北京100190 [2]中国科学院研究生院,北京100049 [3]清华大学微电子学研究所,北京100084

出　　处：《计算机研究与发展》2012年第S1期245-251,共7页Journal of Computer Research and Development

基　　金：国家"核高基"科技重大专项基金项目(2009ZX01028-002-003;2009ZX01028-001-003);国家自然科学基金项目(60736012;60921002;61050002;60803029;61173001;61003064;61100163;61070025)

摘　　要：利用对称多处理机(SMP)作结点可为嵌入式集群带来更高的计算性价比,但多个并行和存储层次也会带来存储一致性、可伸缩性、性能差异等问题.提出一种基于共享存储的嵌入式集群模型LESC.该模型通过高度综合实现"计算单元-互连一致性模块-系统"三级高可伸缩结构,获得功耗成本有效性.LESC完成分布式共享存储的基本功能,其目录缓存一致性和扩展的共享存储机制改善了传统存储层次,并利用"共享存储虚拟网络"提供模块级的高效通信,避免了网络硬件开销,同时支持MPI编程.经该模型的真实系统平台测试,模块内MPI通信性能是传统嵌入式集群的3倍以上,单元间通信性能可达单元内性能的86%以上,Linpack测试其扩展性能在最差情况下接近理想值的70%.利用对称多处理机(SMP)作结点可为嵌入式集群带来更高的计算性价比,但多个并行和存储层次也会带来存储一致性、可伸缩性、性能差异等问题.提出一种基于共享存储的嵌入式集群模型LESC.该模型通过高度综合实现"计算单元-互连一致性模块-系统"三级高可伸缩结构,获得功耗成本有效性.LESC完成分布式共享存储的基本功能,其目录缓存一致性和扩展的共享存储机制改善了传统存储层次,并利用"共享存储虚拟网络"提供模块级的高效通信,避免了网络硬件开销,同时支持MPI编程.经该模型的真实系统平台测试,模块内MPI通信性能是传统嵌入式集群的3倍以上,单元间通信性能可达单元内性能的86%以上,Linpack测试其扩展性能在最差情况下接近理想值的70%.

关 键 词：分布式共享存储 嵌入式集群 目录缓存一致性 共享存储虚拟网络 MPI 

分 类 号：TP3[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]