Шелеметьева Я.В. Исследование технологии удаленного прямого доступа к памяти в архитектурах высокопроизводительных систем

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:

Abstract: The article provides a formal description of the structure of objects of intelligent computer-aided design system of technological processes of forging on hammers, developed by the Institute of Engineering Science (Ural Branch) of the Russian Academy of Sciences. Particular attention is focused on the system objects, their relations and changing their state under the influence of internal and external control factors. The authors note that each type of forging requires its own subsystem that takes into account all technological features and limitations of the technological process. The first level of integration is in the creation of unified system for all types of design of all standardized forging types. The second level of integration is associated with the embedding of the local system into the general PLM-complex as a one of the software products for the technological pre-production. The article reviews the interaction of properties, methods and events on a specific example of designing of the technological process of a step-shaped shaft. Based on the object-oriented programming technology the authors developed the class-objects of the integrated intellectual computer-aided design system of technological processes of forging on hammers for components of different configurations, implemented the methods and events for designed objects.

Keywords: