Опубликовано в журнале "Программные системы и вычислительные методы" в № 3 за 2013 год в рубрике "Автоматизация проектирования и технологической подготовки производства" на страницах 250-256.

Аннотация: В данной статье описываются основные принципы технологии удаленного прямого доступа к памяти (RemoteDirectMemoryAccess – RDMA, англ.) в архитектурах высокопроизводительных вычислительных систем.Особое внимание уделеноалгоритмам передачи данных в сеть/из сети:рассмотрен стандартный алгоритм передачи данных (на примере сетей, построенных на основе стека протоколов TCP/IP), и алгоритм с использованием технологии RDMAв указанных системах. Исследованы наиболее популярные вычислительные архитектуры, поддерживающие режим удаленного прямого доступа к памяти, показана эффективность применения технологии RDMA в высокопроизводительных сетевых архитектурах на примере сетей 10 GigabitEthernet. С использованием теории множеств, на основе расчетов рабочих тактов процессора при выполнении обработки сетевых команд и данных осуществляется сравнение производительности узлов вычислительных систем, передача данных в которых происходит по стандартным алгоритмам и узлов, в которых реализована технология RDMA. Обоснована целесообразность использования технологии RDMA в вычислительных узлах высокопроизводительных архитектур. В архитектурах современных компьютерных систем вычислительные узлы объединены между собой сетевыми технологиями, и значительный объем данных передается по сети. Одним из методов повышения эффективности работы вычислительных узлов, а значит и сетевой вычислительной системы в целом, является разгрузка их процессоров от сетевых вычислений с помощью режима удаленного прямого доступа к памяти (RDMA).Режим RDMA – это технология, которая позволяет передавать сетевые данные, минуя центральный процессор, напрямую из буферов сетевого адаптера в буферы приложения, тем самым освобождая процессор от обработки сетевых данных В вычислительных архитектурах высокопроизводительных систем объем входящего и исходящего сетевого трафика очень высок, и обработка сетевых данных занимает большое количество процессорного времени, поэтому предложенная технология удаленного прямого доступа к памяти актуальна для разгрузки процессора конкретного вычислительного узла, а значит, и для повышения производительности системы в целом. По сравнению со стандартной передачей данных, в которой процессор вычислительного узла системы полностью обрабатывает сетевые данные, технология RDMA позволяет освободить процессор от сетевой нагрузки и направить всю производительную мощность на решение внутренних задач, тем самым повысив скорость решения задач и надежность системы в целом.

Ключевые слова: высокопроизводительные вычислительные архитектуры, удаленный доступ, прямой доступ, сетевые технологии, производительность процессоров, RDMA, сетевой адаптер, TCP/IP, передача данных, GigabitEthernet

DOI: 10.7256/2305-6061.2013.3.10773

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».

Библиография:
Bailey S. The Architecture of Direct Data Placement (DDP)and Remote Direct Memory Access (RDMA) on Internet Protocols. / Bailey S., Talpey T.-Fremont, CA: RFC, 2005. – 23 c.
Culley P. Marker PDU Aligned Framing for TCP Specification. / Culley P., Elzur U., Recio R.-Fremont, CA: RFC, 2007. – 74 c.
InfiniBandTM Architecture Specification Volume 1 Release 1.2.1 Final Release / подредакциейInfiniBandSM Trade Association – CA.: California USA, 2007. – 1727 с.
Recio R.A Remote Direct Memory Access Protocol Specification./Recio R., Metzler B., Culley P.-Fremont, CA: RFC, 2007. – 66 c.
Зяблов Н.А. Формализация задачи нахождения кратчайшего пути в информационно-вычислительных сетях. / Н.А. Зяблов, Н.С. Васяева URL: http://ify.ulstu.ru/sites/default/files/Zyablov_N.pdf.
Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. / Олифер В. Г., Олифер Н. А. – 3-е изд.-СПб.: Питер, 2010. – 943 с.
Портал технической литературы IBMhttp://www.redbooks.ibm.com/
Сайт разработчиков RDMAhttp://www.rdmaconsortium.org/ .
Статья об основах режима RDMA и об основных положениях модели http://www.hpcwire.com/hpcwire/2006-09-15.html.
В.В. Голенков, Д.В. Шункевич, И.Т. Давыденко Cемантическая технология проектирования интеллектуальных решателей задач на основе агентно-ориентированного подхода // Программные системы и вычислительные методы. - 2013. - 1. - C. 82 - 94. DOI: 10.7256/2305-6061.2013.01.7.

Правильная ссылка на статью:
просто выделите текст ссылки и скопируйте в буфер обмена
Шелеметьева Я.В. Исследование технологии удаленного прямого доступа к памяти в архитектурах высокопроизводительных систем . // Программные системы и вычислительные методы. - 2013. - № 3. - C. 250-256. DOI: 10.7256/2305-6061.2013.3.10773