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Reports (Research Report) Year : 2020

Estimation of the impact of I/O forwarding on application performance

Estimation du impact de l'utilisation d'I/O forwarding sur les performances des applications

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Abstract

In high performance computing architectures, the I/O forwarding technique is often used to alleviate contention in the access to the shared parallel file system servers. Intermediate I/O nodes are placed between compute nodes and these servers, and are responsible for forwarding requests. In this scenario, it is important to properly distribute the number of available I/O nodes among the running jobs to promote an efficient usage of these resources and improve I/O performance. However, the impact different numbers of I/O nodes have on an application bandwidth depends on its characteristics. In this report, we explore the idea of predicting application performance by extracting information from a coarse-grained aggregated trace from a previous execution, and then using this information to match each of the application's I/O phases to an equivalent benchmark, for which we could have performance results. We test this idea by applying it to five different applications over three case studies, and find a mean error of approximately 20%. We extensively discuss the obtained results and limitations to the approach, pointing at future work opportunities.
Dans les plate-formes pour calcul hautes performances, la technique d’I/O forwarding est souvent utilisée pour atténuer les conflits d’accès aux serveurs du système de fichiers parallèle, qui sont partagés par les applications. Les nœuds d’I/O intermédiaires sont placés entre les nœuds de calcul et ces serveurs et sont responsables de la transmission des demandes. Dans ce scénario, il est important de répartir correctement le nombre de nœuds d’I/O disponibles parmi les jobs en cours d’exécution pour promouvoir une utilisation efficace de ces ressources et améliorer les performances d’I/O. Cependant, l’impact de différents nombres de nœuds intermédiaires sur la bande passante d’une application dépend de ses caractéristiques.Dans ce rapport, nous explorons l’idée de prédire les performances de l’application en extrayant des informations d’une trace agrégée à gros grain d’une exécution précédente, puis en utilisant ces informations pour faire correspondre chacune des phases d’I/O de l’application à un benchmark équivalent, pour lequel on pourrait avoir des résultats de performance. Nous testons cette idée en l’appliquant à cinq applications différentes sur trois études de cas, et trouvons une erreur moyenne d’environ 20%. Nous discutons longuement les résultats obtenus et les limites de l’approche, en indiquant des opportunités pour travaux futures.
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Dates and versions

hal-02969780 , version 1 (16-10-2020)

Identifiers

  • HAL Id : hal-02969780 , version 1

Cite

Francieli Zanon Boito. Estimation of the impact of I/O forwarding on application performance. [Research Report] RR-9366, Inria. 2020, pp.20. ⟨hal-02969780⟩
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