階層型クラスタシステム上の分散共有メモリシステムに関する最適化技術の研究

层次集群系统上分布式共享内存系统优化技术研究

基本信息

批准号：
13780245
负责人：
南里豪志
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,ネットワーク的に近接した複数のクラスタシステムを階層的に接続した階層型クラスタ上に分散共有メモリシステムを構築し,さらにこのシステム上でプログラムを効率よく実行するためのプログラム最適化技術について研究を行った.本研究で開発した分散共有メモリシステムは,階層型クラスタ全体で一意にアクセス可能な共有記憶空間を提供する.このシステムは,プログラム実行中に発生する共有記憶空間へのアクセスを,対象に応じて適宜クラスタ内の他ノード,もしくは他クラスタへのアクセス要求として解釈し,実行する.ここでクラスタ内の他ノードが所有するデータに対しては,クラスタ内の高速ネットワークが提供する特殊関数によってアクセスを実現する.一方,他クラスタが所有するデータに対しては各クラスタに常駐するゲートウェイプロセスが仲介してアクセスを実現する.さらにクラスタ間を接続するネットワークはクラスタ内のネットワークに比べて一般に遅いため,階層型クラスタにおいてプログラムの実行速度向上を図るにはクラスタ間のアクセスを削減する必要がある.そこで本研究では,分散共有メモリシステム上にキャッシュメモリシステムを構築し,性能向上を図った.このキャッシュメモリシステムは,一度取得したリモートデータの近傍データを一時的にローカルに保存し,再利用するものである.また,このキャッシュメモリシステムはソフトウェアで構築したため,細かい制御が可能である.そこでコンパイル時にデータ依存関係の解析結果を用いてキャッシュメモリシステムの最適な動作のための制御手段を決定する手法について研究した.本システムを階層型クラスタに実装し,十分な性能向上が得られることを確認した.また,クラスタ間ネットワークとして,グリッドと呼ばれるようなより広域の分散環境についても利用の検討を行った.

在这项研究中，我们在层次结构群集上构建了一个分布式的共享存储系统，其中多个集群系统在网络中彼此近距离连接，我们还对程序优化技术进行了研究，以在该系统上有效地执行程序。本研究中开发的分布式共享内存系统提供了一个共享的存储空间，可以在整个层次群集中唯一访问该空间。该系统将根据目标执行过程中发生的共享存储空间的访问作为对群集或其他群集中其他节点的访问请求。在这里，通过集群中的高速网络提供的特殊功能可以实现访问。另一方面，其他集群拥有的数据是通过位于每个群集中的网关过程来实现的。此外，由于缓存通常比集群中的网络慢，因此在群集之间连接的网络有必要减少群集之间的访问，以提高层次结构簇中的程序执行速度。在这项研究中，在分布式共享内存系统上构建了一个缓存存储系统，以提高性能。此缓存存储系统一旦在本地获取并将其重新恢复后，就会从远程数据中暂时存储附近的数据。此外，由于使用软件构建了此缓存内存系统，因此可以进行精细的控制。因此，我们研究了一种使用数据依赖项的分析结果来确定缓存存储系统最佳操作的控制平均值的方法。该系统是在分层群集中实现的，可以证实可以获得足够的性能改进。我们还研究了更广泛的分布式环境（称为网格）作为集群间网络的使用。