[发明专利]用于实施基于网络接口的全归约操作的系统和方法

权利要求书

1.一种装置，包括：

网络接口，用于通过网络传输和接收数据包；

存储器，所述存储器包括一个或多个缓冲区；

算术逻辑单元，用于执行算术运算以组织和组合所述数据包；以及

用于进行以下操作的电路：

经由所述网络接口接收来自所述网络的数据包；

经由所述算术逻辑单元，以网络速率将所接收到的数据包聚合到所述一个或多个缓冲区中；

经由所述网络接口将所聚合的数据包传输到所述网络中的一个或多个计算节点，从而优化在组合所接收到的数据包和传输所聚合的数据包时产生的时延，并因此加速批量数据全归约操作。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述电路进一步用于进行以下操作：

执行本地缓冲，从而以不确定的顺序存储所接收到的数据包，由此有助于按预先确定的顺序进行算术运算。

3.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

地址转换逻辑，用于使所述存储器中的区域能够被标记为可缓存。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述地址转换逻辑进一步用于进行以下操作：

基于与一个或多个操作相关联的地址信息，确定所述一个或多个操作是否以标记为可缓存的存储器区域为目标，从而提供对所述可缓存存储器区域中的信息的控制，以使与所述一个或多个操作相关联的信息处于一致状态。

5.如权利要求3所述的装置，其中，所述地址转换逻辑有助于所述存储器的软件管理。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述算术逻辑单元的操作与所述网络速率相匹配。

7.一种用于执行全归约操作的方法，所述方法包括：

在与网络中的第一计算节点相关联的网络接口处接收执行全归约操作的请求，其中，所述网络包括多个计算节点；以及

通过对网络操作进行定步来执行全归约操作，以增强所述全归约操作对批量数据的性能，其中，所述全归约操作包括：

在所述网络接口处从所述网络中的每个其他计算节点接收输入缓冲区的第一片段；

将所述输入缓冲区的第一片段中的元素广播到每个其他计算节点；以及

从所述其他计算节点中的相应计算节点接收所述输入缓冲区的剩余片段。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

经由所述网络接口接收来自所述第一计算节点的输入数据；以及

基于所述网络中计算节点的数量对所述输入数据进行分段。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述全归约操作是通过多级分层全归约实施的，所述多级分层全归约包括以下各项中的一项或多项：

两级分层全归约；

三级分层全归约；以及

两级半分层全归约。

10.如权利要求7所述的方法，其中，定步操作涉及向触发式操作添加流控制；并且

其中，所述定步操作包括以下各项中的一项或多项：

发起者侧定步；以及

目标侧定步。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述发起者侧定步包括：

基于计数器对传入原子操作的数量进行计数；以及

基于预先指定的计数器阈值对向所述网络中的对等计算节点的传出操作进行定步。

12.如权利要求10所述的方法，其中，当每个计算节点片段很大时应用所述目标侧定步，并且其中，所述目标侧定步涉及基于原子操作的完成计数来释放额外的原子操作。

13.如权利要求7所述的方法，其中，所述全归约操作涉及执行触发式操作，这有助于异步调度在满足预先指定的条件时发起的一个或多个操作。