What is Infiniband Multirail? Amazing

找到了解释如下:

Multi-rail support (multiple ports per adapter and multiple adapters)

看起来有点类似多网卡绑定或是单Infiniband网卡上的多Port绑定。但其实不是这样的,当然,多网卡绑定或者是多端口绑定会提升一部分 的带宽,但是这里的multi-rail不是这么单纯。其实multi-rail这个词本身不局限于Infiniband,以太网,Myrinet都可以 作 Multi-rail。

Multi-rail指的就是同时用多个网卡或是单块网卡上的多个port来同时通讯。目的有两个:第一,提高带宽,跨越带宽瓶颈。第二,增强Fault-tolerance。自然,在HPC上,我们更关注前一点。

在HPC领域,很多时候的通讯是双向的,在单网卡的情况下,一块网卡同时负担接受和发送,效率比较低。但是如果有两块网卡,一块发,一块收,效率就会提高不少,尤其是对双向通讯很频繁的一些HPC应用而言,这就是最典型的一种Multi-rail的应用。

OK,所以,Multi-rail更多讨论,针对的是一种策略,硬件好实现,无非就是多一块网卡或者多一个端口。但是策略上有很多,所谓策略就是 当我们现在需要发送一个message的时候,用哪块网卡,端口(网卡,端口统称为rail)去发?传统的程序是将接受该消息的进程ID除以系统的 rail 数,取得余数,就是发送该message的rail,显然这种做法很有问题,有可能导致有些rail通讯很多,有些rail却没事可作。

于是,现在就有static(基于Round-Robin),local dynamic,dynamic,Hybrid等多种策略来很好的实现Multi-rail,详情请看附件中的PDF,来自拉莫斯实验室,非常不错,里面 有原理介绍,策略介绍和实际测试数据。最后一页的Conclusion指出,static策略最差,但是最好实现;使用Dynamic的策略,通讯带宽和 效率都最佳,特别是对大数据量的message而言,如果对于频繁发送小数据量的应用而言,可以在Dynamic策略的基础上辅以Hybird的策略,就 最棒了!!

反过来再来看MVAPICH提供的带multi-rail support的makefile,和普通的比较,就是在configure的时候多了两个configure定义,应该就是定义在多 Infiniband网卡或多Port上做数据copy的时候,可以效率更高吧。

现在唯一不确定的就是,Multi-rail的硬件很好做,关键是那些策略的实现,因为这些策略的实现对应用是透明的,是实现在地层的。那么,这 些策略的实现是硬件上实现的(比如现在很多Infiniband的switcher都支持Multi-rail),还是软件实现的(比如MVAPICH就 是专门的for multi-rail的版本)。我的基本猜测是双方共同实现的,硬件上应该有一个基础的实现,再辅以软件的优化,比如MVAPICH,就是专门针对MPI (也就是HPC领域)所优化的。


现在想了一下,Multi-rail应该还是主要依靠硬件实现的,原因有这么一些:

1. 因为只有依靠硬件,那些策略实现的overhead才会比较小,如果依靠软件实现,每个message收发的时候都要去决策一下,这个overhead就大了

2. 在google上search,mpich multi-rail,搜索出来的几乎全是infiniband,myrinet,qsnet这些互联网络的方案。而且确实没听说过MPICH有过一个multi rail版本

3. 看了MVAPICH的带multi-rail support的makefile,就是configure的时候多了两个定义,而这两个定义看不出是用来实现multi-rail策略的,更象是为了让 程序在multi-rail support的硬件上运行而做的一些准备。
 

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