MPI ALELEON Supercomputer

3Halaman ini menjelaskan teknis menjalankan program MPI di ALELEON Supercomputer.

Open MPI UCX ALELEON Supercomputer

ALELEON Supercompter menggunakan Open MPI yang telah dioptimasi untuk arsitektur AMD Zen2. Berikut adalah sintak standar menjalankan program MPI di ALELEON Supercomputer melalui SLURM:

mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx <program-MPI>

Keterangan:

• Variabel SLURM_NTASKS menangkap jumlah ntasks (CPU) pada SLURM Submit Script sehingga user tidak perlu memasukkan jumlah proses MPI secara manual.
• Flag --mca pml ucx --mca osc ucx menjalankan Open MPI pada jaringan RDMA melalui protokol UCX (Unified Communication-X) untuk menghasilkan performa terbaik.

Bagaimana SLURM ALELEON Membagi Core Fisik dan Thread

SLURM ALELEON Supercomputer menjalankan proses Open MPI untuk selalu mengisi penuh core thread per core fisik, contoh:

• 32 proses MPI dijalankan oleh 16 core fisik / 32 core thread CPU.
• 64 proses MPI dijalankan oleh 32 core fisik / 64 core thread CPU.
• dst ...

Pembagian ini didasarkan pada pengelompokan core CPU pada grup CCX dan CCD AMD Zen2 supaya memastikan penyebaran proses MPI selalu berdekatan antar grup CCX / CCD (tightly coupled) dan menghasilkan performa terbaik. Semua software komputasi ALELEON Supercomputer telah dioptimasi untuk berjalan dengan skema ini.

Skema grup CCX dan CCD pada CPU AMD yang digunakan oleh ALELEON Supercomputer

Kelipatan 2 atau 4 untuk Jumlah ntasks (Alokasi CPU)

Berdasarkan jumlah core dan grup pada gambar skema CPU diatas, kami menyarankan untuk memilih ntasks (alokasi CPU) dengan kelipatan 2 atau 4 untuk memastikan proses MPI mengisi grup CCX dan CCD yang berdekatan.

(Versi Mudah) Memilih Jumlah Alokasi Komputasi SLURM untuk Job MPI

Bagian ini menjelaskan bagaimana karakteristik default SLURM ALELEON Supercomputer menjalankan alokasi komputasi untuk job MPI

Menjalankan job MPI satu node dan multi-node secara otomatis

SLURM ALELEON secara otomatis dapat menjalankan job MPI baik pada satu node atau multi-node berdasarkan jumlah ntasks dengan pembagian berikut:

Jumlah ntasks	Jumlah node (nodes) yang dipilih SLURM secara otomatis
	Partisi epyc (CPU) *jumlah node naik setiap kelipatan 128	Partisi ampere (GPU) *maks 32 core
1 - 32	1	1
33 - 128	1	X
129 - 256	2	X
257 - 384	3	X

Sehingga secara standar, user cukup mendefinisikan jumlah ntasks tanpa perlu mengatur jumlah nodes.

#!/bin/bash
#SBATCH --ntasks=
#SBATCH --mem=

# Parameter SBATCH lainnya dan alur jalannya program ...

mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx <program-MPI>

---

SBATCH mem = alokasi RAM per node

Parameter SBATCH mem mengalokasikan jumlah RAM per node baik pada job MPI satu node dan multi-node.

• Ambil contoh alokasi SBATCH berikut dimana menggunakan 2 node. SLURM akan memesan RAM 64GB per node sehingga total 128GB untuk 2 node.

#!/bin/bash
#SBATCH --ntasks=192 
#SBATCH --mem=64GB 

# ntasks 192 menggunakan 2 node secara otomatis
# Dengan alokasi RAM 64GB per node sehingga total 128GB untuk 2 node

Job MPI mempunyai kapasitas mem maksimal:

• Compute Node CPU (epyc): 240GB (per node).
• Compute Node GPU (ampere): 120GB

---

Menjalankan Job Hybrid MPI / OpenMP (OMP)

SLURM dapat menjalankan job hybrid MPI / OMP dengan format berikut:

#!/bin/bash

# ntasks mewakili proses MPI 
#SBATCH --ntasks=

# cpus-per-task mewakili OMP 
#SBATCH --cpus-per-task=

# Parameter SBATCH lainnya dan alur jalannya program ...

# Definisi threading OMP
export OMP_NUM_THREADS=${SLURM_CPUS_PER_TASK}

mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx <program-MPI>

Keterangan:

• Total core CPU yang digunakan adalah ntasks * cpus-per-task.
• Variabel SLURM_NTASKS menangkap total penghitungan core CPU diatas.

(Versi Advanced) Memilih Jumlah Alokasi Komputasi SLURM untuk Job MPI

Bagian ini menjelaskan bagaimana user secara manual dapat mengatur parameter SBATCH SLURM ALELEON Supercomputer menjalankan job MPI.

Acuan Spesifikasi Compute Node dengan SBATCH SLURM

User dapat mengacu spesifikasi berikut untuk mengatur besar parameter SBATCH secara manual.

Spesifikasi Compute Node berdasarkan SBATCH SLURM

Parameter SBATCH	Hardware	Spesifikasi
		Partisi epyc (CPU)	Partisi ampere (GPU)
nodes	Jumlah node	3	1
ntasks	Total core CPU	384	32
ntasks-per-node	Total core CPU per node	128	32
mem	Memori RAM per node	240GB	120GB
gpus	Jumlah GPU	0	2

---

SBATCH nodes dan ntasks-per-node

User dapat mengatur jumlah nodes dan ntasks per node secara manual dengan parameter SBATCH nodes dan ntasks-per-node:

#!/bin/bash

# Jumlah node
#SBATCH --nodes=

# Jumlah ntasks per node
#SBATCH --ntasks-per-node=

# Parameter SBATCH lainnya dan alur jalannya program ...

mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx <program-MPI>

Keterangan:

• Total core CPU yang dipesan adalah nodes * ntasks-per-node
• Variabel SLURM_NTASKS menangkap total CPU diatas.

Hal ini dapat dilakukan untuk hybrid MPI / OMP sebagai berikut:

#!/bin/bash

# Jumlah node
#SBATCH --nodes=

# Jumlah ntasks per node
#SBATCH --ntasks-per-node=

# Jumlah threading OMP per task MPI
#SBATCH --cpus-per-task=

# Parameter SBATCH lainnya dan alur jalannya program ...

# Definisi threading OMP
export OMP_NUM_THREADS=${SLURM_CPUS_PER_TASK}

mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx <program-MPI>

Keterangan:

• Total core CPU yang dipesan adalah nodes * ntasks-per-node * cpus-per-task
• Variabel SLURM_NTASKS menangkap total CPU diatas.

---

Menjalankan MPI pada Core Fisik saja

User dapat menjalankan program MPI sepenuhnya pada core fisik dengan mengalokasikan jumlah SBATCH ntasks 2 kali lipat dari proses MPI yang mau dijalankan. Contoh:

#!/bin/bash
#SBATCH --ntasks=64 

# Parameter SBATCH lainnya dan alur jalannya program

# Jumlah proses MPI setengah dari ntasks 
mpirun -np 32 --mca pml ucx --mca osc ucx <program-MPI>

Keterangan:

• Sistem akan tetap menghitung besar CPU Core Hour berdasarkan jumlah ntasks.