GPU到GPU通信选项技术-编程知识

GPU到GPU通信选项技术

news/2025/4/2 1:29:28/文章来源:https://www.cnblogs.com/wujianming-110117/p/18801445

GPU到GPU通信选项技术

将讨论使用AMD Instinct™MI250和AMD InstinctTM MI250X GPU的系统中的GPU到GPU通信选项。每个MI250（X）GPU由两个图形计算芯片（GCD）组成。如图4-20所示，显示了具有4个MI250 GPU（8个GCD）的节点的示意图。每个绿色框代表一个MI250 GPU和两个GCD。GCD通过无限结构链路连接。每个Infinity结构链路的峰值带宽为50 GB/s。GCD之间的Infinity结构链接数量不同。例如，同一GPU上的GCD通过4条链路连接，而不同GPU上的GC通过1条或2条链路连接。从该图中可以观察到，GCD之间的跳数不同。例如，GCD 1通过一跳连接到GCD 3，而GCD 0至少通过两跳连接到GC 3。GCD之间可实现的最大带宽取决于GCD之间的无限结构链路的数量以及它们之间的跳数。每个绿色盒子是一个MI250 GPU，带有两个GCD。GCD通过无限结构链路连接。

图4-20 具有4个MI250 GPU（8个GCD）的节点图

GPU到GPU通信有两种选择：

1）使用系统直接内存访问（SDMA）引擎

2）启动内核来处理通信。SDMA引擎提供了将通信与计算重叠的机会。然而，它的缺点是它在GCD之间提供了50 GB/s的最大带宽。相比之下，内核提供了更高的通信带宽，但它们需要CU移动数据，因此与内核的计算重叠通信的机会更少。环境变量HSA_ENABLE_SDMA可用于在SDMA引擎和内核之间进行选择。ROCM 5.4及以下版本默认使用SDMA引擎。

以下实验显示了大小为16MB的消息在GCD 0与其对等体之间的通信带宽。将HSA_ENABLE_SDMA设置为0。因此，启动了一个内核来处理通信。设置HIP_VISIBLE_DEMICES为每个实验选择对等GCD。使用-m（（16*1024*1024））：（（16*1024*11024）），指定感兴趣的消息大小，在本例中为16MiB。

export HSA_ENABLE_SDMA=0

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,1

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 142235.39

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,2

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 38963.65

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,3

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 36903.57

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,4

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 36908.74

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,5

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 34986.54

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,6

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 76276.14

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,7

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 68788.80

上述实验表明，为不同的对等GCD获得了不同的通信带宽。如前所述，这取决于GCD之间的Infinity Fabric链路的数量，以及它们之间的跳数。例如，GCD 0和1之间的通信速度约为142 GB/s，它们通过四个Infinity Fabric链路连接。每个Infinity Fabric链路的峰值理论带宽为50 GB/s。因此，GCD 0和1之间的峰值理论宽度为200 GB/s。假设可实现的带宽约为理论带宽的70%，预计GCD 0与1之间的通信将达到142 GB/s左右。在GCD 0和2的情况下，它们通过一个Infinity Fabric链路连接，得到38 GB/s的带宽。GCD 0与3通过两跳连接，因此获得的带宽略低（约36 GB/s）。可以使用相同的逻辑来推断其他GCD对等体的通信带宽。

如前所述，使用SDMA引擎，可以获得约50 GB/s的最大带宽：

export HSA_ENABLE_SDMA=1

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,1

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM 带宽测试v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区

# 大小带宽(MB/s)

16777216 49396.52

export HIP_VISIBLE_DEVICES=0,2

mpirun -n 2 $OMB_DIR/libexec/osu-micro-benchmarks/mpi/pt2pt/osu_bw -m $((16*1024*1024)):$((16*1024*1024)) D D

# OSU MPI-ROCM带宽测试 v7.0

# 在设备（D）上发送缓冲区，在设备（D）上接收缓冲区