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인텔 차세대 매니코어 프로세서에서의 다중 병렬 프로그램 성능 향상기법 연구
노승우(Seungwoo Rho),김서영(Seoyoung Kim),남덕윤(Dukyun Nam),박근철(Geunchul Park),김직수(Jik-Soo Kim) 한국정보과학회 2017 정보과학회논문지 Vol.44 No.9
본 논문에서는 고성능컴퓨팅 분야에서 주로 활용되는 MPI 응용들을 인텔의 차세대 매니코어 프로세서인 Knights Landing(KNL)에서 실행할 때 발생할 수 있는 성능 병목 현상 및 이를 해결하기 위한 효율적인 자원 할당 방법에 대해서 논의하고자 한다. KNL은 기존의 가속기 형태의 매니코어 프로세서 형태뿐만 아니라 자체적으로 부팅이 가능한 형태의 호스트 프로세서로 구성되어 있으며, 기존의 DDR4 기반의 메모리와 함께 향상된 대역폭을 가진 새로운 형태의 온-패키지 메모리를 장착해서 출시되었다. 이러한 새로운 매니코어 프로세서 아키텍처에 최적화된 자원 할당 방법을 연구함으로써 다중 MPI 응용 실행성능의 향상과 전체적인 시스템 활용률을 높일 수 있음을 실험적으로 검증하였다. This paper discusses performance bottlenecks that may occur when executing high-performance computing MPI applications in the Intel’s next generation many-core processor called Knights Landing(KNL), as well as effective resource allocation techniques to solve this problem. KNL is composed of a host processor to enable self-booting in addition to an existing accelerator consisting of a many-core processor, and it was released with a new type of on-package memory with improved bandwidth on top of existing DDR4 based memory. We empirically verified an improvement of the execution performance of multiple MPI applications and the overall system utilization ratio by studying a resource allocation method optimized for such new many-core processor architectures.
노승우 ( Seungwoo Rho ),유진승 ( Jinseung Ryu ),김상완 ( Sangwan Kim ),오광진 ( Kwang Jin Oh ) 한국정보처리학회 2022 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.29 No.2
원격 하드웨어 관리 기술은 BMC 관리 기술을 사용하여 자사의 하드웨어를 원격으로 제어하고 모니터링 할 수 있는 여러 기능들을 제공하며, 이를 기반으로 대규모의 클러스터 관리를 담당한다. 자체적인 서버 관리 기술로 Dell의 iDRAC, HP의 iLO, Supermicro의 SSM 등이 있으며, 클러스터 관리 도구로는 BCM, Warewulf, xCAT, Grendel 등이 활용된다. 그러나 대부분의 자체 하드웨어 서버 관리기술은 단일 서버 관리 기능만 지원하거나, 하드웨어 센서를 추가하거나 수정할 수 있는 관리 기능을 지원하지 않는다. 또한 대규모를 지원하는 주요 클러스터 관리 도구도 관리되는 서버의 종류가 제한되거나, 지원되는 하드웨어 센서를 추가하거나 수정하기 어렵다. 이를 위해 본 논문에서는 각각 다른 하드웨어 센서 아이디를 가지고 있는 여러 서버들로 이루어진 대규모 이기종 하드웨어를 통합적으로 관리, 제어, 모니터링하기 위한 센서 템플릿 기술을 소개한다.
대규모 과학응용을 위한 효율적인 분산 슈퍼컴퓨팅 자원관리 기술 연구
노승우(Seungwoo Rho),김직수(Jik-Soo Kim),김상완(Sangwan Kim),김서영(Seoyoung Kim),황순욱(Soonwook Hwang) 한국정보과학회 2015 정보과학회논문지 Vol.42 No.5
국가 슈퍼컴퓨팅 인프라는 국내 여러 지역에 분산된 슈퍼컴퓨팅 클러스터들로 이루어져 있으며, 본 연구팀에서는 이러한 이기종의 지리적으로 분산된 클러스터들을 대규모 과학 응용 연구자들에게 효율적으로 제공하기 위해 대규모 계산처리 시스템인 HTCaaS(High-Throughput Computing as a Service)를 자체 개발하였다. 본 논문에서는 이러한 대규모 계산처리 시스템(HTCaaS)을 활용하여 각 계산 자원을 동적으로 관리하는 방법에 대해서 논의하고, 신약재창출이라는 실제 과학 응용을 통해 그 효율성을 검증한다. 특히 유효 자원 식별을 위한 대기시간 및 성공률 개념을 이용한 동적 계산 자원 관리 기술을 적용함으로써 자원 활용률과 정확성, 신뢰성, 편의성이 향상될 수 있으며, 그 결과 전체적인 작업 시간의 단축과 작업 처리량도 향상될 수 있음을 확인할 수 있었다. Nationwide supercomputing infrastructures in Korea consist of geographically distributed supercomputing clusters. We developed High-Throughput Computing as a Service(HTCaaS) based on these distributed national supecomputing clusters to facilitate the ease at which scientists can explore large-scale and complex scientific problems. In this paper, we present our mechanism for dynamically managing computing resources and show its effectiveness through a case study of a real scientific application called drug repositioning. Specifically, we show that the resource utilization, accuracy, reliability, and usability can be improved by applying our resource management mechanism. The mechanism is based on the concepts of waiting time and success rate in order to identify valid computing resources. The results show a reduction in the total job completion time and improvement of the overall system throughput.