[发明专利]低等待时间节点间通信

说明书

低等待时间节点间消息通讯方案绕过节点的I/O栈以使用支持节点与汇集存储器控制器（或汇集存储装置控制器）之间的“节点侧”上以及控制器与其汇集存储器或存储装置之间的“汇集侧”上的存储器过程逻辑（例如SMI3）或电过程逻辑（例如PCIe）。控制器可转化和重定向消息并查找地址。方式适应2级存储器（本地附连节点存储器和可访问汇集存储器），其中任一级或两级存储器私用、全局共享、分配（或以任何组合）给节点的子集。兼容中断方案使用消息通讯链路和组件。

技术领域

相关领域包括分布式和并行计算、特别是节点间通信。

附图说明

图1A和1B示出通用分布式和并行计算网络以帮助理解本公开的更复杂网络。

图2示出可受益于低等待时间消息接发选项的具有多个和混合类型的节点、链路和存储器布置的计算网络。

图3A和3B是通用借用变量（borrowed-variable）过程和一组潜在低等待时间消息接发步骤的流程图。

图4是其中所有链路都支持存储器语义的并行计算网络的框图。

图5是用于使用存储器语义吞吐量的节点间消息接发的过程的跨功能流程图。

图6A和6B是其中所有链路都支持电语义的并行计算网络的框图和跨功能图。

图7A和7B是其中节点侧链路支持存储器语义并且汇集可写介质（pooled-writeable-medium）侧链路支持电语义的并行计算网络的框图和跨功能图。

图8A和8B是其中节点侧链路支持电语义并且汇集可写介质侧链路支持存储器语义的并行计算网络的框图和跨功能图。

图9A-9C示出配置成仅使用存储器语义来支持与消息信号中断（MSI）相似的节点间中断的PMC系统的构造和功能。

图10A和10B示出配置成仅使用电语义来支持与消息信号中断（MSI）相似的节点间中断的PSC系统的构造和功能。

具体实施方式

并行计算（其中操作被分布在多个被链接的处理器之间）能够潜在地比串行计算（其中操作在单个处理器上每次被进行一个）要更快得多地分析非常大的数据量（例如，通用或者大规模气象信息）。然而，并行计算呈现其自己的难题。例如，如果运行于不同处理器上的操作改变相同变量，则如果处理器之一在另一处理器已完成对变量改变之前访问该变量，那么结果可能是不准确或者不可重复的。编程量度器（例如锁和臂板信号机（semaphore））已被用来防止变量被多于一个操作这样同时访问。

因此，该过程的一些部分（也就是由多个处理器所使用的变量的获取和释放）在某种程度上仍然是串行的。任何串行过程可变成限制最终结果的产生速率的瓶颈。考查的一个区域涉及缩短第一处理器对这些“借用的”变量之一的释放与下一个处理器对它的获取和使用之间的等待时间。在一些并行计算布置中，节点（CPU或其它处理器，可选地具有一个或更多外围设备）通过“消息传递”或者简单的“消息接发“来相互通信。

为了本文中的目的，“消息”是附连到一对地址的信息（例如命令或数据）。一个地址与源节点（或者“发送方”或“产生方”）关联。另一地址与目标节点（或者“接收方”或“消费方”）关联。

用于高性能计算机、网络和群集的一些节点间通信方案使用I/O栈，诸如以太网、InfiniBand（IB）或者Cray Inc.的专有解决方案、等等。I/O栈的使用可促成不想要的等待时间；例如，如果由程序或应用所进行的“消息写”中的每个“消息写”触发了由存储器或存储组件所进行的（例如分离的消息子段的）多个读和写。在一些过程中，从元数据的地址提取以及连续备份（诸如RAID）也可促成等待时间。

为了本文档的目的，下列术语将会具有下列含意：

电语义：可包括用来控制对共享的存储器位置的访问的电路。