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Elastic High Performance Computing:Deploy an Elastic High Performance Computing cluster with eRDMA

Última atualização: Jun 27, 2026

Implante um cluster E-HPC com suporte a elastic Remote Direct Memory Access (eRDMA), verifique o ambiente RDMA e execute testes OSU-Benchmark para medir os ganhos de latência e largura de banda em comparação ao tcp.

Contexto

Cargas de trabalho HPC paralelas multinó — como previsão climática, simulação industrial e dinâmica molecular — dependem de alta largura de banda e baixa latência para execução eficiente. O eRDMA oferece desempenho de rede equivalente ao de ambientes on-premises na nuvem, sem necessidade de controladores de interface de rede (NICs) adicionais, permitindo integração perfeita do cluster à sua rede existente.

Pré-requisitos

Antes de começar, certifique-se de ter:

  • Uma conta Alibaba Cloud com acesso ao E-HPC

  • Permissões para criar instâncias ECS e clusters E-HPC na região de Shanghai

Etapa 1: Configure o cluster

Crie um cluster E-HPC

Acesse a página Create Cluster e crie um cluster com a configuração a seguir. Para obter instruções completas de configuração, consulte Create a Standard Edition cluster.

Seção

Configuração

Valor

Cluster Configuration

Region

Shanghai

Network and Availability Zone

Zone

Zone L

Series

Standard Edition

Deployment mode

Public Cloud Cluster

Cluster type

SLURM

Management node

Instance type

ecs.c7.xlarge (4 vCPUs, 8 GiB memory)

Image

aliyun_2_1903_x64_20G_alibase_20240628.vhd

Compute Node and Queue

Number of queue nodes

2 (initial)

Inter-node interconnection

eRDMA Network

Instance type

ecs.c8ae.xlarge ou outras instâncias AMD da mesma geração

Image

aliyun_2_1903_x64_20G_alibase_20240628.vhd

Shared File Storage

Cluster mount directories

/home e /opt (montados em um sistema de arquivos compartilhado por padrão)

Software and Service Component

Software to install

erdma-installer, mpich-aocc

Installable service components

Logon node instance type

ecs.c7.xlarge (4 vCPUs, 8 GiB memory)

Logon node image

aliyun_2_1903_x64_20G_alibase_20240628.vhd

Nota

Apenas algumas especificações de nó suportam Elastic RDMA Interconnect (ERI). Para mais detalhes, consulte elastic Remote Direct Memory Access (eRDMA) e Enable eRDMA on enterprise-level instances.

Nota

O pacote OSU-Benchmark deste tutorial foi compilado com base na imagem Alibaba Cloud Linux 2.1903 LTS 64 bits. Utilize esta imagem tanto para os nós do plano de controle quanto para os nós de computação.

Crie um usuário do cluster

Crie um usuário do cluster para executar jobs. Para obter instruções, consulte User management.

Etapa 2: Verifique o ambiente eRDMA

Antes de executar os testes de benchmark, confirme se o eRDMA está configurado corretamente em todos os nós de computação.

  1. Faça logon no console Elastic High Performance Computing e clique em cluster criado.

  2. Acesse Nodes and Queues > Node, selecione todos os nós de computação e clique em Send Command.

    image

  3. Envie o seguinte comando para todos os nós de computação para verificar o status da rede eRDMA e o suporte de hardware e software:

    hpcacc erdma check

    image

  4. Se a verificação retornar um resultado positivo, a configuração do eRDMA está correta. Prossiga para a Etapa 3. Caso ocorra um erro, execute o comando a seguir para reparar a configuração:

    hpcacc erdma repair

    Após a conclusão do reparo, execute hpcacc erdma check novamente para confirmar a resolução do problema. Se o problema persistir, entre em contato com o suporte técnico e forneça a saída completa do comando hpcacc erdma check.

    image

Etapa 3: Execute testes OSU-Benchmark

O OSU-Benchmark mede o desempenho de comunicação ponto a ponto em diferentes protocolos de rede. Este tutorial utiliza dois benchmarks:

  • osu_latency — mede a latência unidirecional para mensagens pequenas (de 1 B a alguns KB). A baixa latência reduz diretamente a sobrecarga de comunicação em simulações em tempo real e na sincronização de parâmetros para jobs de ML distribuído.

  • osu_bw — mede a largura de banda sustentável para mensagens maiores (de alguns KB a vários MB). O desempenho de largura de banda afeta transferências de grandes volumes de dados, como trocas de matrizes em computação científica.

Ambos os benchmarks são executados com eRDMA (protocolo Verbs) e tcp, permitindo comparação direta entre os dois.

Execute o benchmark

  1. Conecte-se ao cluster como o usuário criado.

  2. Confirme se os módulos de ambiente necessários estão instalados:

    module avail
  3. Baixe e extraia o pacote OSU-Benchmark pré-compilado:

    cd ~ && wget https://ehpc-perf.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/AMD-Genoa/osu-bin.tar.gz
    tar -zxvf osu-bin.tar.gz
  4. Navegue até o diretório de teste ponto a ponto e abra o script de job do Slurm:

    cd ~/pt2pt
    vim slurm.job
  5. Substitua o conteúdo de slurm.job pelo script a seguir:

    Parâmetro

    Descrição

    Valor utilizado

    -np

    Número total de processos MPI

    2

    -ppn

    Processos por nó

    1 (um processo por nó de computação)

    -genv

    Variável de ambiente aplicada a todos os processos

    FI_PROVIDER="verbs;ofi_rxm"

    Protocolo Verbs (baseado em RDMA) com a camada de confiabilidade RXM. Utilize esta opção para desempenho eRDMA.

    Testes eRDMA

    FI_PROVIDER="tcp;ofi_rxm"

    tcp com a camada de confiabilidade RXM. Utilize esta opção como linha de base para comparação.

    Testes tcp

    #!/bin/bash
    #SBATCH --job-name=osu-bench
    #SBATCH --ntasks-per-node=1
    #SBATCH --nodes=2
    #SBATCH --partition=comp
    #SBATCH --output=%j.out
    #SBATCH --error=%j.out
    
    # Load environment parameters
    module purge
    module load aocc/4.0.0 gcc/12.3.0 libfabric/1.16.0 mpich-aocc/4.0.3
    
    # Run MPI latency test: eRDMA
    echo -e "++++++ use erdma for osu_lat: START"
    mpirun -np 2 -ppn 1 -genv FI_PROVIDER="verbs;ofi_rxm" ./osu_latency
    echo -e "------ use erdma for osu_lat: END\n"
    # Run MPI latency test: TCP
    echo -e "++++++ use tcp for osu_lat: START"
    mpirun -np 2 -ppn 1 -genv FI_PROVIDER="tcp;ofi_rxm" ./osu_latency
    echo -e "------ use tcp for osu_lat: END\n"
    
    # Run MPI bandwidth test: eRDMA
    echo -e "++++++ use erdma for osu_bw: START"
    mpirun -np 2 -ppn 1 -genv FI_PROVIDER="verbs;ofi_rxm" ./osu_bw
    echo -e "------ use erdma for osu_bw: END\n"
    # Run MPI bandwidth test: TCP
    echo -e "++++++ use tcp for osu_bw: START"
    mpirun -np 2 -ppn 1 -genv FI_PROVIDER="tcp;ofi_rxm" ./osu_bw
    echo -e "------ use tcp for osu_bw: END\n"

    O script executa os quatro testes sequencialmente. Os principais parâmetros do mpirun são: para desempenho eRDMA, utilize FI_PROVIDER="verbs;ofi_rxm". Para mais informações, consulte Alibaba Cloud eRDMA.

  6. Envie o job:

    sbatch slurm.job

    A saída exibe o id do job.

    image

  7. Verifique o status do job:

    squeue

    Também é possível monitorar o status de armazenamento, jobs e nós no console E-HPC. Para mais detalhes, consulte View monitoring information.

    image

Analise os resultados

Quando o job for concluído, abra o arquivo de log chamado {job-id}.out no diretório ~/pt2pt.

Resultados de latência (osu_latency)

A saída mostra a latência unidirecional em microssegundos para tamanhos de mensagem de 1 B a 4 MB.

eRDMA (protocolo Verbs)

image

tcp

image

Para mensagens pequenas (de 1 B a 8 KB), a latência do eRDMA é significativamente menor que a do tcp.

Resultados de largura de banda (osu_bw)

A saída apresenta a largura de banda em MB/s para tamanhos de mensagem de 1 B a 4 MB.

eRDMA (protocolo Verbs)

image

tcp

image

Para tamanhos de mensagem entre 16 KB e 64 KB, o eRDMA utiliza totalmente a largura de banda de rede disponível. O tcp introduz sobrecarga adicional de processamento para os mesmos tamanhos de mensagem.