大规模MPI并行计算的可扩展三模冗余容错机制

• 作者: 周云 杨学军 王之元
• 来源期刊: 软件学报
• 学科: 工学
• 关键词: 容错机制 可扩展性 三模冗余 大规模并行计算 MPI
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 计算机体系结构
• 页码范围: 1022-1035
• 分类号: TP302
• 字数: 9073字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1001.2012.04011

摘要

随着系统规模的扩大,并行计算的性能不断提高,但可靠性却也在不断下降,因此需要采用某种容错机制来容忍或恢复硬件故障和数据错误.目前常用的容错机制Checkpoint/Restart和多模冗余均引入了额外的开销,这些开销均在某种程度上制约了并行计算的可扩展性.因此,在高性能计算需求不断增长的今天,可扩展容错机制的设计显得尤为迫切和重要.以三模冗余(triple modular redundancy,简称TMR)为典型案例,描述了传统TMR在大规模MPI 并行计算上的实现方法,分析了该机制所面临的实际问题,进而指出传统TMR制约了并行计算的扩展.根据该技术所面临的问题,设计了可扩展三模冗余(scalable triple modular redundancy,简称STMR),并进一步验证了其有效性和可扩展性.该机制不仅能够处理Checkpoint/Restart针对的fail-stop故障,还能够解决绝大部分硬件不能直接感知的数据错误.最后,借用BlueGene/L的系统参数进行模拟,预测当系统规模增大时,在分别采用TMR和STMR的情况下并行计算可扩展性的变化,结果进一步验证了STMR是可扩展的容错机制.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨学军	国防科学技术大学计算机学院	85	786	15.0	23.0
2	王之元	国防科学技术大学计算机学院	8	77	5.0	8.0
3	周云	国防科学技术大学计算机学院	8	108	5.0	8.0