Το δίκτυο διασύνδεσης αποτελεί βασικό δομικό στοιχείο των παράλληλων μηχανών, το οποίο συχνά επηρεάζει την απόδοση των παράλληλων εφαρμογών. Γι' αυτόν το λόγο, η εξέταση της συμπεριφοράς του δικτύου αποτέλεσε τα τελευταία χρόνια ένα από τα πιο δημοφιλή θέματα μελέτης της απόδοσης των παράλληλων συστημάτων. Κύριο χαρακτηριστικό των ερευνών που έχουν γίνει, είναι ότι οι περισσότερες παράγουν την κίνηση που κυκλοφορεί μέσα στο δίκτυο με τεχνητούς τρόπους, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα. Σε αντίθεση με την εξέταση των άλλων τμημάτων της παράλληλης μηχανής (caches, memories) σπάνια για τηv μελέτη του δικτύου χρησιμοποιείται η γνώση που πηγάζει από τα workloads παράλληλων εφαρμογών. Η εργασία αυτή χωρίζεται σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος ασχολείται με την μελέτη της κίνησης που προέρχεται από 10 παράλληλες εφαρμογές, οι οποίες εκτελέστηκαν στην παράλληλη μηχανή IBM SP2 του Maui High Performance Computing Center. Η μελέτη επικεντρώνεται κυρίως στην συχνότητα παραγωγής των μηνυμάτων, στην κατανομή τους στους κόμβους του συστήματος και στο μέγεθος τους και δείχνει πως η πραγματική κίνηση διέπεται από ιδιότητες εντελώς διαφορετικές από αυτές που χαρακτηρίζουν την κίνηση που παράγεται με συνθετικά μέσα. Στο δεύτερο μέρος η κίνηση που καταγράφηκε χρησιμοποιείται για τη σύγκριση των επιδόσεων δικτύων που αποτελούνται από μεταγωγείς που χρησιμοποιούν την μέθοδο ATM με έλεγχο ροής υλοποιημένο με εισιτήρια, με δίκτυα που αποτελούνται από μεταγωγείς που χρησιμοποιούν την μέθοδο wormhole. Γίνονται πειράματα για τρεις διαφορετικές τοπολογίες δικτύων (Butterfly, hypercube και mesh). Τα αποτελέσματα δείχνουν πως η χρήση των λωρίδων μειώνει σημαντικά την καθυστέρηση του δικτύου. Ομως, όσο αφορά στον συνολικό χρόνο εκτέλεσης των εφαρμογών οι βελτιώσεις που παρατηρούνται είναι πολύ μικρές. Αυτό οφείλεται στον πολύπλοκο τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι παράλληλες εφαρμογές και οι παράλληλες αρχιτεκτονικές, ο οποίος εξαλείφει τα θετικά οφέλη από τη χρήση λωρίδων.
(EL)
Interconnection network is a vital component of a parallel machine and is often the limiting factor in the performance of several parallel applications. This is the reason why its performance evaluation has been a widely researched t opic over the past years. However, unlike the other subsystems, interconnection netwo rk design and analysis has rarely used the knowledge of workloads generated by para llel applications. Instead, synthetic workloads have been used by most studies. In our work, we first develop a framework for characterizing the communication properties of parallel applications. For our study, we use ten parallel applicat ions that have been executed on IBM SP2 parallel machine of Maui High Performance Com puting Center. Message generation frequency, spatial distribution of messages and message lengt h are the three attributes that quantify any communication. Communication analysis shows that synthetic workloads do not capture the behavio r of real applications. Moreover, realistic workloads are used to measure and compare the performance of ATM networks with credit based flow control and wormhole. Measurements have been made for three network topologies, butterfly, mesh and hypercube respectively. Results show that by using lanes network latency can be reduced. However, with respect to overall execution time, the performance benefit is negligible, due to the complex interaction between a parallel architecture and an applicatio n.
(EN)
