Interruptions en espace utilisateur pour améliorer la réactivité des communications en calcul haute-performance - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Conference Papers Year : 2023

Interruptions en espace utilisateur pour améliorer la réactivité des communications en calcul haute-performance

Abstract

Les supercalculateurs modernes sont composés de plusieurs noeuds de calcul reliés par un réseau haute-performance. Ce type de réseaux a une latence de l'ordre de la microseconde, ce qui nous contraint à effectuer les communications directement à partir de l'espace utilisateur plutôt que par le noyau, qui utilise des appels système ayant un coût non négligeable à cette échelle. Le polling, qui consiste à interroger régulièrement la carte réseau, permet de faire progresser les requêtes en cours, mais celui-ci est effectué par un thread applicatif, ce qui consomme donc des ressources CPU et affecte la réactivité des communications. Pour éviter cela, l'utilisation d'interruptions est envisageable, mais celles-ci sont gérées par le noyau et utilisent donc des appels système que l'on cherche à éviter. Un nouveau mécanisme d'interruptions en espace utilisateur arrive sur les nouveaux processeurs Intel Xeon Sapphire Rapids, permettant l'utilisation d'interruptions complètement en espace utilisateur, ce qui permet de réaliser des communications sans recourir au polling. Ces nouvelles interruptions nous apportent donc une alternative efficace au polling, qui ouvre la voie à de nouveaux mécanismes pour faire progresser les communications au moment où les données sont disponibles. Nous proposons de modifier la bibliothèque de communication New-Madeleine-développée par l'équipe TADaaM d'Inria-pour qu'elle puisse prendre en charge la progression des communications grâce à des interruptions en espace utilisateur. Dans un premier temps, nous modifions la gestion des paquets réseau pour permettre la progression des requêtes en cours à partir d'un handler d'interruptions et nous réalisons un prototype de driver Uintr pour les communications inter-processus en mémoire partagée. Nous comparons ensuite les performances de ce driver avec celui qui effectue du polling et celui qui utilise un traitement de signal. Dans un second temps, nous nous concentrons sur les communications inter-noeuds en utilisant BXI (Bull eXascale Interconnect), un réseau haute-performance développé par Atos qui permet l'offloading des tâches réseau qui se déroulent sur la carte sans intervention du CPU. Notre objectif à terme est que ces cartes réseau puissent déclencher elles-mêmes des interruptions en espace utilisateur pour remonter les événements réseaux à un driver Uintr de NewMadeleine.
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Dates and versions

hal-04395505 , version 1 (15-01-2024)

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Attribution

Identifiers

  • HAL Id : hal-04395505 , version 1

Cite

Charles Goedefroit. Interruptions en espace utilisateur pour améliorer la réactivité des communications en calcul haute-performance. Compas 2023 - Conférence francophone d'informatique en Parallélisme, Architecture et Système, Jul 2023, Annecy, France. ⟨hal-04395505⟩

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