JP6503945B2 - 情報処理装置、並列計算機システム、ファイルサーバ通信プログラム及びファイルサーバ通信方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明の一実施形態にかかる並列計算システム1の構成について、図1を参照しながら説明する。図1に示す本実施形態にかかる並列計算システム1は、計算ノード群10、I/O(Input/Output)ノード20及びファイルサーバ群30を有する。
データ中継ノードは、計算ノード11〜19のうちのいずれかの計算ノードであり、11〜19から選択される。図2では、第5の計算ノード15がデータ中継ノードである。
データ中継ノード(ここでは、計算ノード15)は、全計算ノード11〜19(自ノードを含む)からI/O要求対象データ及びそのデータのデータ長を有するI/O要求を集約する。
データ中継ノードは、集約したI/O要求をI/Oノード20に一括して送信する。I/Oノード20は、I/O要求対象のデータ1〜10、11〜20の読み込み又は書き込みを行うファイルサーバ31,32を特定し、データ1〜10のI/O要求及びデータ11〜20のI/O要求を一括して転送する。
ファイルサーバ31,32は、I/O要求に応じたデータの書き込みを行うか、I/O要求に応じたデータの読み込みを行う。例えば、ファイルサーバ31は、要求されたデータ1〜10をI/Oノード20に一括して転送し、ファイルサーバ32は、要求されたデータ11〜20をI/Oノード20に一括して転送する。I/Oノード20は、データ1〜20を一括してデータ中継ノードに転送する。一括して転送されたデータ1〜20はデータ中継ノードの中継バッファ107(図3参照)に格納される。
データ中継ノードは、他の計算ノードがそれぞれ要求したデータ長のデータを各計算ノードに配布し(RDMA(Remote Direct Memory Access)転送)、自ノードが要求したデータ長のデータをコピーする。
図3には、計算ノード群10の一例として4台の計算ノード11〜14が示されている。計算ノード11〜14の構成は、データ中継ノードとして機能する計算ノードに中継バッファ107がある点を除き同一である。図2では、計算ノード12がデータ中継ノードである。この場合、計算ノード12は、ジョブプロセス100、専用ライブラリ101、MPIライブラリ104、ファイルシステム105及び中継バッファ107を有する。中継バッファ107は、ファイルサーバから一括して転送されたデータを一旦格納する。
次に、本実施形態にかかるジョブプロセス実行処理について、図4を参照しながら説明する。図4は、一実施形態にかかるジョブプロセス実行処理の一例を示すフローチャートである。このジョブプロセス実行処理において、並列計算システム1によるファイルサーバ通信方法が実行される。
次に、図4に示した本実施形態にかかる並列read処理の一例について、図5を参照しながら説明する。図5は、一実施形態にかかる並列read処理の一例を示すフローチャートである。なお、図5のステップS36〜S39は、データ中継ノードとして機能する計算ノードが実行し、ステップS34、S35は、データ中継ノードとして機能する計算ノード以外の計算ノード(他の計算ノード)が実行する。図5のその他のステップはすべての計算ノードが実行する。
図6に示す重心の算出と配布処理の一例では、計算ノードは、自計算ノードの座標ベクトルXに自ノードのデータ長dを乗算する(ステップS301)。次に、計算ノードは、乗算値(d×X)を入力し、重心位置Gを出力とするAll reduce通信を実行する(ステップS302)。
図5に戻り、次に、計算ノードは、図7に示すオフセット最小値(最小オフセット)の計算と配布処理を実行する(ステップS31)。
図5に戻り、次に、計算ノードは、図9に示すオフセットとデータ長の最大値計算と配布処理を実行する(ステップS32)。
図10に示す一中継バッファ獲得処理の一例では、計算ノードは、(最大オフセット−最小オフセット)+最大データ長を算出し、バッファ長に代入する(ステップS361)。例えば、図8(b)のリスト50の場合、バッファ長は、4Mバイト(=(3M−0)+1M)となる。
図5に戻り、次に、計算ノードは、図11に示す一括Read処理を実行する(ステップS37)。図11に示す一括Read処理の一例では、計算ノードは、最小オフセットを読み出しオフセットに代入する(ステップS371)。次に、計算ノードは、バッファ長を読み出しデータ長に代入する(ステップS372)。次に、計算ノードは、ファイルハンドルにて指定されたファイルを、読み出しオフセット及び読み出しデータ長のデータをファイルサーバから読み込み(ステップS373)、図5のステップS37に戻る。これにより、例えば、図8(a)に示すファイルハンドルNo.1にて指定されたファイルのオフセット「0」から4Mバイトのデータを一括して読み込むことができる。
図12に示す自ノードデータ受信処理の一例では、計算ノードは、「(自計算ノードのオフセット−最小オフセット)+中継バッファ107の先頭アドレス」の計算結果をRDMA開始位置とする(ステップS351)。次に、計算ノードは、RDMA開始位置から自計算ノードのデータ長分のデータをRDMA転送にて読み込み(ステップS352)、図5のステップS35に戻り、「2」に進む。
図13に示すread時の自ノードデータcopy処理の一例では、計算ノードは、「(自ノードのオフセット−最小オフセット)+中継バッファ107の先頭アドレス」の計算結果をcopy開始位置とする(ステップS391)。次に、計算ノードは、copy開始位置から自ノードデータ長分のデータをコピーし(ステップS392)、図5のステップS39に戻り、「2」に進む。
次に、図4に示した本実施形態にかかる並列write処理の一例について、図14を参照しながら説明する。図14は、一実施形態にかかる並列write処理の一例を示すフローチャートである。なお、図14のステップS36、S52〜S55は、データ中継ノードとして機能する計算ノードが実行し、ステップS50、S51は、データ中継ノードとして機能する計算ノード以外の計算ノード(他の計算ノード)が実行する。図14のその他のステップはすべての計算ノードが実行する。
図15に示す自ノードデータ送信処理の一例では、計算ノードは、「(自ノードのオフセット−最小オフセット)+中継バッファ107の先頭アドレス」の計算結果をRDMA開始位置とする(ステップS501)。次に、計算ノードは、RDMA開始位置から自ノードデータ長分のデータをRDMA転送にて書き込み(ステップS502)、図14のステップS51に戻り、「3」に進む。
図16に示すwrite時の自ノードデータcopy処理の一例では、計算ノードは、「(自ノードのオフセット−最小オフセット)+中継バッファ107の先頭アドレス」の計算結果をcopy開始位置とする(ステップS511)。次に、計算ノードは、copy開始位置から自ノードデータ長分のデータをコピーし(ステップS512)、図14のステップS53に戻り、「3」に進む。
次に、全計算ノードが自ノードデータの中継バッファ107へのデータ格納を完了した場合、計算ノードは、図17に示す一括Write処理を実行する(ステップS55)。図17に示す一括Write処理の一例では、計算ノードは、最小オフセットを書き込みオフセットに代入する(ステップS531)。次に、計算ノードは、バッファ長を書き込みデータ長に代入する(ステップS532)。次に、計算ノードは、ファイルハンドルにて指定されたファイルに、書き込みオフセット及び書き込みデータ長で書き込み(ステップS533)、図14のステップS55に戻る。これにより、例えば、全計算ノードから要求されたデータが一括してファイルに書き込まれる。
最後に、本実施形態にかかる計算ノードのハードウェア構成について、図18を参照して説明する。図18は、本実施形態にかかる計算ノードのハードウェア構成の一例を示す。計算ノードは、入力装置101、表示装置102、外部I/F103、RAM(Random Access Memory)104、ROM(Read Only Memory)105、CPU(Central Processing Unit)106、通信I/F107、及びHDD(Hard Disk Drive)108などを備え、それぞれがバスBで相互に接続されている。
(付記1)
並列計算機システムにおいて並列計算処理を行う複数の情報処理装置のうちの一の情報処理装置であって、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出する算出部と、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定する決定部と、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する転送部と、
を有する情報処理装置。
(付記2)
前記転送部は、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置でない場合、前記データ中継を行う情報処理装置から自情報処理装置が次に読み込み又は書き込みを要求したデータを取得する、
付記1に記載の情報処理装置。
(付記3)
複数の情報処理装置により並列計算処理を行う並列計算機システムであって、
前記複数の情報処理装置の各情報処理装置は、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出する算出部と、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定する決定部と、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する転送部と、を有する、
並列計算機システム。
(付記4)
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置でない場合、前記データ中継を行う情報処理装置から自情報処理装置が次に読み込み又は書き込みを要求したデータを取得する、
付記3に記載の並列計算機システム。
(付記5)
複数の情報処理装置により並列計算処理を行う並列計算機システムにおいてファイルサーバとの通信処理をコンピュータに実行させるファイルサーバ通信プログラムであって、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出し、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定し、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する、
ファイルサーバ通信プログラム。
(付記6)
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置でない場合、前記データ中継を行う情報処理装置から自情報処理装置が次に読み込み又は書き込みを要求したデータを取得する、
付記5に記載のファイルサーバ通信プログラム。
(付記7)
複数の情報処理装置により並列計算処理を行う並列計算機システムにおいてファイルサーバとの通信処理をコンピュータが実行するファイルサーバ通信方法であって、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出し、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定し、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する、
ファイルサーバ通信方法。
(付記8)
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置でない場合、前記データ中継を行う情報処理装置から自情報処理装置が次に読み込み又は書き込みを要求したデータを取得する、
付記7に記載のファイルサーバ通信方法。
2:Tofuネットワーク
3:IBネットワーク
10:計算ノード群
11〜19:計算ノード
20:I/Oノード
30:ファイルサーバ群
31〜33:ファイルサーバ
100:ジョブプロセス
101:専用ライブラリ
102:算出部
103:決定部
104:MPIライブラリ
105:ファイルシステム
106:転送部
107:中継バッファ
Claims (5)
- 並列計算機システムにおいて並列計算処理を行う複数の情報処理装置のうちの一の情報処理装置であって、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出する算出部と、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定する決定部と、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する転送部と、
を有する情報処理装置。 - 前記転送部は、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置でない場合、前記データ中継を行う情報処理装置から自情報処理装置が次に読み込み又は書き込みを要求したデータを取得する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 複数の情報処理装置により並列計算処理を行う並列計算機システムであって、
前記複数の情報処理装置の各情報処理装置は、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出する算出部と、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定する決定部と、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する転送部と、を有する、
並列計算機システム。 - 複数の情報処理装置により並列計算処理を行う並列計算機システムにおいてファイルサーバとの通信処理をコンピュータに実行させるファイルサーバ通信プログラムであって、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出し、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定し、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する、
ファイルサーバ通信プログラム。 - 複数の情報処理装置により並列計算処理を行う並列計算機システムにおいてファイルサーバとの通信処理をコンピュータが実行するファイルサーバ通信方法であって、
前記複数の情報処理装置のうち自情報処理装置以外の情報処理装置のそれぞれから取得した、ファイルサーバに次に読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、自情報処理装置が次に前記ファイルサーバに読み込み又は書き込みを要求するデータのデータ長と、前記複数の情報処理装置のそれぞれの位置情報とに基づき前記複数の情報処理装置の重心位置を算出し、
算出した前記重心位置に応じて前記複数の情報処理装置のうちからデータ中継を行う情報処理装置を決定し、
決定した前記データ中継を行う情報処理装置が自情報処理装置である場合、前記複数の情報処理装置のそれぞれが次に読み込み又は書き込みを要求するデータをまとめて前記ファイルサーバとの間で転送する、
ファイルサーバ通信方法。
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