MPI ALELEON Supercomputer

Dari ALELEON by EFISON

Revisi sejak 8 Februari 2022 02.42 oleh WilsonLisan (bicara | kontrib) (Initial page - copy dari halaman optimasi ALELEON)
(beda) ← Revisi sebelumnya | Revisi terkini (beda) | Revisi selanjutnya → (beda)

Halaman ini menjelaskan teknis menjalankan program MPI beserta optimasinya di ALELEON Supercomputer.

Modul OpenMPI

MPI pada ALELEON Supercompter menggunakan OpenMPI yang telah dioptimasi secara khusus berdasarkan arsitektur AMD Zen2. User dapat memuat modul OpenMPI default pada SLURM Script atau terminal dengan perintah: 

module load openmpi

Admin EFISON selalu menjadikan OpenMPI versi terbaru sebagai default. User dapat melihat ketersediaan OpenMPI lainnya pada tabel daftar compiler ALELEON Supercomputer.

---

Modul OpenMPI pada Modul Software Saintifik

User tidak perlu memuat modul OpenMPI apabila memuat modul software komputasi saintifik MPI yang terdapat pada daftar software komputasi ALELEON Supercomputer karena modul OpenMPI termasuk didalamnya.

Menulis Perintah OpenMPI di ALELEON Supercomputer

Berikut adalah format untuk menjalankan program MPI di ALELEON Supercomputer di SLURM Script: 

mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx ////

Keterangan:

  • Tetap menggunakan perintah mpirun, bukan srun yang biasa digunakan pada SLURM.
  • Semua proses MPI akan dialokasikan ke core thread CPU sehingga jumlah proses MPI sama dengan jumlah ntasks pada SBATCH SLURM. Variabel $SLURM_NTASKS menangkap jumlah ntasks sehingga user tidak perlu memasukkan jumlah proses MPI secara manual.
  • Berlaku aturan kelipatan 4 untuk jumlah ntasks.
  • Flag --mca pml ucx --mca osc ucx menjalankan OpenMPI pada jaringan RDMA melalui protokol UCX (Unified Communication-X) untuk menghasilkan performa MPI terbaik.

Bagaimana SLURM ALELEON Membagi Core Fisik dan Thread

Proses MPI pada OpenMPI ALELEON Supercomputer yang dijalankan melalui SLURM telah dirancang untuk selalu mengisi penuh core thread per core fisik, artinya:

  • Contoh menjalankan 32 proses MPI, akan dijalankan oleh 16 core fisik / 32 core thread CPU.
  • Contoh menjalankan 64 proses MPI, akan dijalankan oleh 32 core fisik / 64 core thread CPU.
  • dst.

Pembagian ini didasarkan pada pengelompokan core pada CCX dan CCD di arsitektur AMD Zen2 supaya memastikan tidak ada penyebaran proses MPI yang berjalan antar grup CCX / CCD yang berjauhan di mana menyebabkan L3 cache miss dan menurunkan performa secara signifikan. Semua software komputasi ALELEON Supercomputer telah dioptimasi untuk berjalan dengan skema di atas.

OpenMPI dan SLURM pada ALELEON Supercomputer memastikan penyebaran proses MPI selalu berdekatan antar grup CCX dan CCD (tightly coupled) untuk menghasilkan performa terbaik.

---

Menjalankan MPI pada Core Fisik

Akan tetapi, apabila user tetap ingin menjalankan program MPI sepenuhnya pada core fisik (contoh ketika mengetahui bahwa file input nya berjalan optimal di core fisik) maka harus mengalokasikan jumlah SBATCH ntasks 2 kali lipat dari proses MPI yang mau dijalankan. Contoh: 

#SBATCH --ntasks=64
mpirun -np 32 --mca pml ucx --mca osc ucx ////

# Peringatan: sistem akan tetap menghitung 64 core thread sebagai penghitungan CPU Core Hour!

MPI Satu Node vs Multi Node

Kemampuan utama program MPI adalah melakukan komputasi paralel atau dapat berjalan pada lebih dari 1 node (multi-node) atau lebih dari 128 core thread pada ALELEON Supercomputer. Terdapat beberapa hal yang harus diketahui oleh user:

---

ntasks 1 - 64: Gunakan 1 node

Untuk jumlah proses mpirun dibawah 65 (1 - 64) gunakan 1 node. 

#SBATCH --nodes=1

Selenbihnya bisa dijalankan dengan lebih dari 1 node.

---

ntasks >64: Kapan Bisa Multi-node?

Salah satu hal yang membuat unik (dan sulit) pemograman MPI adalah membutuhkan memori cache CPU sebagai buffer untuk menampung alur komunikasi paralel.

Apa artinya pada ALELEON Supercomputer untuk ntasks diatas 64?

  • Skenario pertama: Menjalankan program MPI yang tidak efisien dalam mengatur alokasi cache CPU, user harus menambah 1 node setiap kelipatan 64 ntasks.
  • Skenario kedua: Menjalankan program MPI yang efisien dalam mengatur alokasi cache CPU, user dapat menambah 1 node setiap kelipatan 128 ntasks.
Jumlah Node Skenario 1

Jumlah ntasks:

Skenario 2

Jumlah ntasks:

1 1-64 1-128
2 65-128 129-256
3 129-192 257-384

Bagaimana User Memilih Jenis Skenario MPI Multi-Node? Terdapat beberapa rekomendasi dari admin EFISON:

  • Rule of thumb: selalu memilih skenario 1. Apabila user membutuhkan jumlah ntasks lebih dari 192, gunakan skenario 2.
  • Admin EFISON akan menguji mandiri semua software komputasi MPI yang terdaftar pada daftar software komputasi ALELEON Supercomputer dan menulis jenis skenario MPI multi-node pada masing-masing halaman software komputasi.
  • User dan admin EFISON dapat melakukan kolaborasi untuk melakukan tes benchmark menentukan tipe skenario multi-node program MPI yang dijalankan.

---

Bagaimana User Menjalankan MPI Multi-Node

Ketika user mengalokasikan jumlah nodes lebih dari satu pada SBATCH maka SLURM secara otomatis akan menyebarkan proses MPI ke jumlah node yang didefinisikan. Contoh: user mengalokasikan 2 node untuk menjalankan 192 proses MPI: 

#SBATCH --nodes=2
#SBATCH --ntasks=192
#SBATCH --mem=128GB
mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx ////

Maka SLURM secara otomatis akan menyebarkan 192 proses MPI ke 2 node. SLURM sekaligus melakukan optimasi komputasi multi-node berdasarkan protokol network RDMA / UCX dan grouping CCX dan CCD terdekat antar CPU.

---

Mengalokasikan Memori RAM untuk MPI Multi-Node

Bagaimana user mengalokasikan memori RAM (SBATCH mem) untuk komputasi MPI multi-node?

  • SBATCH mem secara otomatis mengalokasikan memori RAM per node. Pada contoh diatas, user mengalokasikan RAM 128GB per node sehingga total menggunakan 256GB untuk 2 node. Batasan SBATCH mem tetap mengikuti kapasitas RAM per node Partisi epyc yaitu 240GB.
  • Jumlah basis RAM disarankan 1GB per (ntasks / nodes).

---

Alternatif MPI Multi-node: SBATCH ntasks-per-node

SLURM menyediakan opsi alternatif untuk menjalankan MPI multi-node yaitu ntasks-per-node di mana menggantikan ntasks. Sesuai namanya, ntasks-per-node mendefinisikan jumlah ntasks per node. 

#SBATCH --ntasks-per-node=////

Contoh user menjalankan program MPI pada 2 node dengan 48 core per node: 

#SBATCH --nodes=2
#SBATCH --ntasks-per-node=48
mpirun -np $SLURM_NTASKS --mca pml ucx --mca osc ucx ////
  • Total jumlah MPI adalah nodes * ntasks-per-node, pada contoh di atas adalah 2*48 = 96 proses MPI. Variabel $SLURM_NTASKS menangkap total proses MPI ini.
  • SLURM akan menyebar rata 48 proses MPI ke semua node.
Diperoleh dari "https://wiki.efisonlt.com/index.php?title=MPI_ALELEON_Supercomputer&oldid=490"