The prospects for virtualization of high performance x64 systems
Перспективы виртуализации высокопроизводительных систем архитектуры x64

Alexander Kudryavtsev, Vladimir Koshelev, Arutyun Avetisyan
2012 Proceedings of the Institute for System Programming of RAS  
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
more » ... троенном 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
doi:10.15514/ispras-2012-22-12 fatcat:5tgmfz6ftbfnrkqleu7cuthi4q