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Genetic Node-Mapping Methods for Rapid Collective Communications 신속한 집단 커뮤니케이션을 위한 유전적 노드 매핑 방법

Takashi YOKOTA, Kanemitsu OOTSU, Takeshi OHKAWA

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요약 :

병렬 계산에서는 노드 간 통신이 필수적입니다. 병렬 처리의 성능은 계산과 통신의 효율성에 따라 달라지므로 통신 비용은 무시할 수 없습니다. 병렬 응용 프로그램에는 계산 노드 간의 데이터 교환에 의해 결정되는 논리적 통신 구조가 포함됩니다. 때로는 논리적 통신 구조가 실제 병렬 시스템의 구조와 일치하지 않는 경우도 있습니다. 이러한 불일치로 인해 통신 비용이 많이 발생합니다. 본 논문에서는 노드의 논리적 위치를 재배열하여 불일치 정도를 줄이는 노드 매핑 문제를 다룬다. 이 문서에서는 병렬 프로그램이 특정 트래픽 패턴을 따르는 하나 이상의 집단 통신을 실행한다고 가정합니다. 적절한 노드 매핑은 높은 통신 성능을 달성합니다. 본 논문에서는 노드 매핑 문제를 해결하기 위한 강력한 휴리스틱 방법을 제안하고 이 방법을 유전 알고리즘에 적용합니다. 평가 결과는 제안된 방법이 상당히 높은 성능을 달성한다는 것을 보여주었다. 8.9×4.9 토러스 네트워크의 단일(32) 트래픽 패턴 사례에서 평균 32(XNUMX)배의 속도 향상을 달성합니다. 특히, 소규모 네트워크의 일부 트래픽 패턴에 대해 제안된 방법은 이론적으로 최적화된 솔루션을 찾습니다. 또한, 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 적용한 제안 방법의 유전자 집단, 세대 수, 트래픽 패턴 등 다양한 문제에 대해 심도 있게 논의한다. 또한 이 문서에서는 향후 실제 사용을 위한 대규모 시스템에 대한 적용 가능성에 대해서도 논의합니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E103-D No.1 pp.111-129
발행일
2020/01/01
공개일
2019/10/10
온라인 ISSN
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2018EDP7386
원고의 종류
PAPER
범주
컴퓨터 시스템

작성자

Takashi YOKOTA
  Utsunomiya University
Kanemitsu OOTSU
  Utsunomiya University
Takeshi OHKAWA
  Utsunomiya University

키워드