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科学计算双路并行i/o优化方法

计算机学报 2015年第5期38卷 1035-1043页

作者：曹立强莫则尧沈卫超夏芳陈军北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

科学计算数据集由数据和元数据组成.一般条件下,数据的尺寸较大,元数据尺寸较小.传统的高性能计算机并行文件系统可以高效率地读写大块连续数据,但是无法高效率地读写大量较小块的元数据.一旦大块数据和小块元数据两类读写特征混杂在一... 详细信息

科学计算数据集由数据和元数据组成.一般条件下,数据的尺寸较大,元数据尺寸较小.传统的高性能计算机并行文件系统可以高效率地读写大块连续数据,但是无法高效率地读写大量较小块的元数据.一旦大块数据和小块元数据两类读写特征混杂在一起,元数据将较严重地干扰并行i/o,造成性能的下降.为此,文中提出数据与元数据分治的双路并行i/o方法.该方法在高层i/o库中建立内存文件系统与并行文件系统两级存储,在存储资源之间并行迁移科学计算元数据.一方面降低较频繁读写元数据的i/o延迟,另一方面改变科学计算数据的存储特征与存储模式,从而提高科学计算应用、尤其是数据分析与可视化等读入密集型应用的i/o效率.测试表明,双路并行i/o方法可提高写性能8%~13%,提高读性能89%到1.01倍.

关键词：并行i/o 高层i/o库性能优化数据格式双路并行i/o

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一种新型高效共享的并行i/o系统

计算机工程 2006年第12期32卷 244-246页

作者：郭御风李琼刘光明肖立权国防科技大学计算机科学学院长沙410073

如何有效地解决i/o瓶颈问题,一直是高性能并行计算机有待解决的关键技术。该文提出了一种高效共享的并行i/o系统——HPPio,该系统基于CC-NUMA并行系统结构,采用了一系列高效共享、并行i/o技术。该文对其分布与集中相结合的高效共享并行... 详细信息

如何有效地解决i/o瓶颈问题,一直是高性能并行计算机有待解决的关键技术。该文提出了一种高效共享的并行i/o系统——HPPio,该系统基于CC-NUMA并行系统结构,采用了一系列高效共享、并行i/o技术。该文对其分布与集中相结合的高效共享并行i/o系统结构、基于PCi Express的高性能i/o控制器设计等进行了介绍。

关键词： CC-NUMA i/o系统并行i/o PCi Express Cache一致性协议

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集群计算并行i/o中动态文件分配策略

计算机工程 2005年第21期31卷 53-54,71页

作者：曾碧卿陈志刚吕西红邓晓衡中南大学信息科学与工程学院长沙410083

针对集群计算系统中并行i/o文件分配问题进行了研究,提出一种新的动态文件分配算法——启发式负载与服务时间变化综合平衡策略。该策略将所需要的访问服务时间相似的文件分配到集群系统的同一结点磁盘上,并保证每个磁盘上的负载值不超... 详细信息

针对集群计算系统中并行i/o文件分配问题进行了研究,提出一种新的动态文件分配算法——启发式负载与服务时间变化综合平衡策略。该策略将所需要的访问服务时间相似的文件分配到集群系统的同一结点磁盘上,并保证每个磁盘上的负载值不超过负载平衡的极限值,从而在所有结点磁盘间既基本实现负载均衡,又使每个磁盘上文件间的服务时间变化最小化。实验结果表明了该策略在性能提高方面的有效性。

关键词：集群计算并行i/o 文件分配负载均衡服务时间变化

HPPHM:多维数据并行i/o存储新策略及其性能研究

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通信学报 2007年第4期28卷 57-64页

作者：陈志刚曾碧卿中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083 华南师范大学南海校区计算机系广东佛山528225

针对大型多维数据集合中数据存储访问效率较低的缺陷而进行了相应的研究,通过采用并行i/o技术,将多维数据在分布式系统的多个磁盘之间进行分布存储,通过循环拆分法将已有的数据从适用于二维数据扩展到了多维数据中,并通过对循环法进行... 详细信息

针对大型多维数据集合中数据存储访问效率较低的缺陷而进行了相应的研究,通过采用并行i/o技术,将多维数据在分布式系统的多个磁盘之间进行分布存储,通过循环拆分法将已有的数据从适用于二维数据扩展到了多维数据中,并通过对循环法进行理论分析,对多维数据存储访问进行研究,提出了一种新的启发式多维数据循环策略,即基于访问步长值Hi与访问长度M互质的启发式策略(HPPHM),实验表明了新算法在并行度和顽健性等性能方面都具有优越性。

关键词：多维数据并行i/o 存储访问

基于HDF5实现多区结构网格CFD程序的并行i/o

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计算机研究与发展 2015年第4期52卷 861-868页

作者：杨丽鹏车永刚国防科学技术大学并行与分布处理国防科技重点实验室长沙410073

计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)是高性能计算重要应用领域之一,其计算涉及大量数据访问.在大规模并行计算情况下,串行i/o的性能与计算能力不匹配,i/o成为性能瓶颈.并行i/o是解决这一问题的主要途径之一.针对一个真... 详细信息

计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)是高性能计算重要应用领域之一,其计算涉及大量数据访问.在大规模并行计算情况下,串行i/o的性能与计算能力不匹配,i/o成为性能瓶颈.并行i/o是解决这一问题的主要途径之一.针对一个真实多区结构网格CFD并行程序HoSTA(high-order simulator for aerodynamics),基于HDF5(hierarchical data format v5)数据存储格式及其并行i/o编程接口,实现了其主要数据的并行i/o.在一套有6个i/o服务器结点的高性能计算机系统上,采用实际CFD算例进行了性能测试.对一个三角翼算例,并行i/o相对于串行i/o的性能加速比达到21.27,最高获得5.81GBps的i/o吞吐率,并使程序整体性能提高10%以上;对一个网格规模更大的简单翼型算例,并行i/o最高获得了6.72GBps的i/o吞吐率.

关键词：计算流体动力学并行i/o 层次式数据存储格式(HDF5) 多区结构网格 i/o吞吐率

集群计算系统中并行i/o访问的自适应调度策略

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计算机工程 2005年第2期31卷 72-73,98页

作者：曾碧卿陈志刚刘安丰吕西红中南大学信息科学与工程学院长沙410083

现代计算机系统的性能已经由受限于CPU转变为受限于i/o,因此,并行i/o是缓解这一难题的有效方法。文章通过对集群计算系统中i/o调度策略的研究,提出了一种新的自适应平等划分的i/o调度策略,并将它们与已经存在的调度策略进行比较。实验... 详细信息

现代计算机系统的性能已经由受限于CPU转变为受限于i/o,因此,并行i/o是缓解这一难题的有效方法。文章通过对集群计算系统中i/o调度策略的研究,提出了一种新的自适应平等划分的i/o调度策略,并将它们与已经存在的调度策略进行比较。实验结果表明了所提出策略的优越性。

关键词：集群计算并行i/o 自适应调度 CPU 调度策略 i/o调度访问性能实验结果划分

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并行数据库系统中并行i/o的研究与实现

计算机工程 2000年第3期26卷 57-58,76页

作者：叶孝斌杨树强昌月楼国防科大计算机学院长沙410073

并行Ｉ／Ｏ是基于无共享结构的并行数据库系统提高性能的有效途径之一。它通过并行磁盘服务和网络传输并行化提供了高带宽Ｉ／Ｏ。文章设计实现了基于无共享结构的并行数据库系统的并行Ｉ／Ｏ，探讨了设计并行Ｉ／Ｏ时的几个关键问题及... 详细信息

并行Ｉ／Ｏ是基于无共享结构的并行数据库系统提高性能的有效途径之一。它通过并行磁盘服务和网络传输并行化提供了高带宽Ｉ／Ｏ。文章设计实现了基于无共享结构的并行数据库系统的并行Ｉ／Ｏ，探讨了设计并行Ｉ／Ｏ时的几个关键问题及实现技术。

关键词：并行数据库系统无共亨结构并行i/o 数据库

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并行i/o技术研究

计算机应用研究 2003年第8期20卷 29-31页

作者：刘敏王意洁国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

从分析提高i/o性能的途径开始,对在分布主存的高性能计算机中利用存储系统并行性来完成数据访问的并行文件系统所涉及到的问题进行了分析和探讨,最后介绍了几个著名的并行文件系统。

关键词：并行i/o 并行文件系统高性能计算

多模式并行i／o测试程序Jetter的研究与实现

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计算机工程与应用 2008年第4期44卷 97-100页

作者：曹立强罗红兵张晓霞北京应用物理与计算数学研究所

并行i/o系统有多种存取模式,它们有各自的存取特点和适用范围。为了获得不同模式下的系统性能,并行i/o测试中往往要综合使用多种微测试程序。这不仅要求用户深入了解并行i/o的特点,而且要求他们熟悉各种并行i/o微测试程序的输入与输出... 详细信息

并行i/o系统有多种存取模式,它们有各自的存取特点和适用范围。为了获得不同模式下的系统性能,并行i/o测试中往往要综合使用多种微测试程序。这不仅要求用户深入了解并行i/o的特点,而且要求他们熟悉各种并行i/o微测试程序的输入与输出。提出并实现了一个并行i/o测试Jetter,它从接口类型、存取模式和进程-文件关系的角度划分了并行i/o接口,不仅能够测试i/o系统在上述模式下的性能,而且简化了测试工作。实际应用Jetter表明,并行i/o系统对不同模式的支持效果不同,最高差异可以达到两个数量级以上,这些测试结论有助于用户开发高质量的并行程序。

关键词：并行i/o 存取模式测试程序