Сборники трудов ИСП РАН

Перспективы виртуализации высокопроизводительных систем архитектуры x64.

А.О. Кудрявцев, В.К. Кошелев, А.И. Аветисян.

Аннотация

В данной работе изучаются перспективы применения технологий виртуализации в области высокопроизводительных вычислений на платформе x64. Рассматриваются основные причины падения производительности при запуске параллельных программ в виртуальной среде. Подробно рассматриваются системы виртуализации KVM/QEMU и Palacios, в качестве тестовых пакетов используются HPC Challenge и NAS Parallel Benchmarks. Тестирование выполняется на современном вычислительном кластере, построенном на базе высокоскоростной сети Infiniband.

Результаты проведенного исследования в целом показывают целесообразность применения виртуализации для большого класса высокопроизводительных приложений. Доводка рассматриваемых систем виртуализации позволила снизить накладные расходы с 10-60% до 1-5% на большинстве тестов пакетов HPC Challenge и NAS Parallel Benchmarks. Основными “узкими местами” систем виртуализации являются уменьшенная производительность системы памяти (критично только для узкого класса задач), расходы при виртуализации устройств, а также повышенный уровень “шума”, источником которого становятся основная ОС и гипервизор. Шум может оказывать негативное влияние на производительность и масштабируемость “мелкозернистых” приложений (приложений с частыми коммуникациями небольшого объема). При увеличении числа узлов в системе, влияние шума существенно усиливается.

Ключевые слова

высокопроизводительные системы; виртуализация; мониторы виртуальных машин; высокопроизводительные вычисления; параллельные вычисления

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 22, 2012, стр. 189-210.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2012-22-12

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома