【摘 要】
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端点拥塞是高性能计算(HPC)互连网络的瓶颈,并严重影响系统性能,尤其是对延迟敏感的应用程序来说。对于持续时间远远大于网络往返时间(RTT)的长消息(或流),网络可以通过主动或被动的拥塞控制机制将每个源的注入速率动态控制为适当的水平,从而有效地减轻端点拥塞。但是,许多HPC应用程序产生混合流量,即短消息和长消息的混合,并且由短消息在数量上占主导,但长消息的总量很大。要调度由这些短消息引起的快速变化
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端点拥塞是高性能计算(HPC)互连网络的瓶颈,并严重影响系统性能,尤其是对延迟敏感的应用程序来说。对于持续时间远远大于网络往返时间(RTT)的长消息(或流),网络可以通过主动或被动的拥塞控制机制将每个源的注入速率动态控制为适当的水平,从而有效地减轻端点拥塞。但是,许多HPC应用程序产生混合流量,即短消息和长消息的混合,并且由短消息在数量上占主导,但长消息的总量很大。要调度由这些短消息引起的快速变化的流量模式,现有的主动拥塞控制方法面临着巨大挑战。本文从两个维度提出了两个方法,以降低网络延迟提升网络性能。首先,本文利用主动和被动拥塞控制技术的优势,提出了数据包链预约协议(PCRP),PCRP在用流来进行主动预约的方法与根据网络条件而进行反应型拥塞控制方法之间实现动态平衡。本文选择链式数据包作为整个流和一个数据包之间的灵活预约粒度。PCRP允许小流量被投机性地传输而不被丢弃,并且在整个网络上给予它们更高的优先级。本文的PCRP可以快速响应网络状况,有效避免端点拥塞的形成,并减少平均流完成时间。其次,本文还提出了一种基于预取和预测的交换机结构(PPS),PPS通过带预取寄存器的动态分配多队列(DAMQ)输入缓冲和可以通过预测来过滤潜在失败请求的两级仲裁方案降低了路由器的延迟。本文进行了实验来评估PCRP和PPS。仿真结果表明,PCRP在热点流量下的流完成时间可以减少50.2%,在统一流量下的流完成时间可以减少28.38%;PPS则达到了与i SLIP相近的性能,但面积只有其一半,使用逻辑单元(LUT)数量只有i SLIP的36.37%。
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