[发明专利]用于优化的管芯内小节点间消息通信的方法和系统

说明书

技术领域

本申请一般涉及计算机以及计算机应用，具体地涉及计算机架构，且更具体地涉及半导体芯片或管芯（die）中的消息传递。

背景技术

利用在芯片上集成的数量越来越多的组件来创建电子电路芯片（或集成半导体电路）。制造单个芯片以保持多个小节点（nodelet）的集成。而且，单芯片上的每个小节点可具有若干个处理器。小节点中的处理器可以是同构的（即，是相同的类型），或是异构的（即，是不同的类型）。每个小节点具有其自己的存储系统，但是小节点之间的存储器不被共享。即，每个小节点具有单独的存储一致性域。

在多节点系统中，节点通过使用一个或多个网络协议来互相通信。对于许多应用来说，相邻节点间的通信量高于远程节点。类似地，相邻节点间的通信比更远节点间的通信更频繁。将逻辑上“近的”节点映射到物理上相邻的节点减少了延迟和功耗。通过将逻辑上近的节点映射到相同芯片上的节点，通信的主要部分留在该芯片上。小节点使用网络协议（典型地使用消息传递接口（MPI）协议）通过网络连接来参与到更大的多节点系统。

但是网络通信仍然涉及开销，诸如为了网络协议任务、传输包以及接收包而需要实现的工作。

消息传递接口（MPI）是用于高性能计算（HPC）的编程范式（paradigm）。该模型很流行，主要是因为其可移植性和跨HPC平台的支持。因为MPI程序以可移植方式被编写，程序员优化与应用有关的方面，诸如计算和通信，但典型地不针对执行环境优化。特别地，MPI任务通常以线性次序被映射到处理器。

A.Aggarwal,A.K.Chandra,and M.Snir.On communication latency in PRAM computation.In Proceedings of the ACM Symposium on Parallel Algorithms and Architectures,pages11-21,June1989，以及A.Alexandrov,M.F.Ionescu,K.E.Schauser,and C.Scheiman.LogGP:Incorporating long messages into the LogP model for parallel computation.Journal of Parallel and Distributed Computing,44(1):71-79,1997研究了确定应用的通信模式.

与这样的通信模式研究无关，另一个现有技术类别提供了一种指导MPI程序员的模型。但是，早期模型明确地忽视硬件特点以简化模型。更近一些的模型（参见D.Culler,R.Karp,D.Patterson,A.Sahay,K.E.Schauser,E.Santos,R.Subramonian,and T.von Eicken.LogP:Towards a realistic model parallel computation.In Proceedings of the ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practices of Parallel Programming,May1993以及M.I.Frank,A.Agarwal,and M.K.Vernon.LoPC:Modeling contention in parallel algorithms.In Proceedings of the ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practices of Parallel Programming,pages276-287,June1997）试图开发用于一般网络的理论模型。但是，这样的建模没有利用经验数据来改善模型精确度。利用现有技术，很难获得性能益处。

发明内容

可提供一种用于管芯内小节点间的消息通信的方法和系统。在一个方面，该方法可包括分配桶（bucket），该桶包含存储阵列和支持消息传递接口语义的硬件控制逻辑，用于在第一存储域（domain）上的第一进程和第二存储域上的第二进程之间传送数据，其中第一存储域和第二存储域不被共享，且其中该桶不是第一存储域或第二存储域的一部分。该方法还可包括将桶映射到第一进程。该方法还可包括由第一进程将消息数据写到桶并调用发送消息传递接口函数，该发送消息传递接口函数发出给第二进程的硬件信号。该方法还可包括响应于第二进程调用接收消息传递接口函数，将缓冲区映射到第二进程，其中该第二进程被使能以读取被映射的桶中的数据。