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Remote Direct Memory Access

索引 Remote Direct Memory Access

Remote Direct Memory Access(RDMA, リモートDMA)とは、コンピュータの主記憶から異なる(リモートの)コンピュータの主記憶へ DMA 転送を行うことである。RDMAでは両コンピュータのオペレーティングシステム(OS)に入ることなく転送が行われる。これにより高スループット、低レイテンシの通信を行うことができるため、特に大規模並列のコンピュータ・クラスターにおいて有用である。.

26 関係: 主記憶装置ポーリング (情報)レイテンシトランスポート層プロトコルホストバスアダプタイーサネットオペレーティングシステムオラクル (企業)キャッシュ (コンピュータシステム)コンピュータ・クラスターコンテキストスイッチスループットスーパーコンピュータCPU物理層Direct Memory Access補助記憶装置InfiniBandInternet Engineering Task ForceInternet ProtocolInternet Wide Area RDMA ProtocolMessage Passing InterfaceMyrinetSmall Computer System InterfaceTransmission Control Protocol

主記憶装置

主記憶装置(しゅきおくそうち)は、記憶装置の分類で、「補助記憶装置」が一般に外部バスなど比較的CPUから離れていて大容量だが遅い記憶装置を指すのに対し、コンピュータのメインバスなどに直接接続されている記憶装置で、レイテンシやスループットは速いが比較すると小容量である。特に、CPUが入出力命令によって外部のインタフェースを操作するのではなく、「ロード・ストア命令」や、さらには通常の加算などの命令において直接読み書きできる対象であるものを指す。メインメモリ、一次記憶装置とも。.

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ポーリング (情報)

ポーリング(polling)とは、通信やソフトウェアにおいて、競合を回避したり、送受信の準備状況を判断したり、処理を同期したりするために、複数の機器やプログラムに対して順番に定期的に問い合わせを行い、一定の条件を満たした場合に送受信や処理を行う通信及び処理方式のことである。 ポーリングが使用される状況は、主として次のようなものがある。;複数のクライアントが接続している場合;クライアントが単一であっても、能動的な送信能力を持たない場合.

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レイテンシ

レイテンシ、潜伏時間、潜時、待ち時間、反応時間(latency)とは、デバイスに対してデータ転送などを要求してから、その結果が返送されるまでの不顕性の高い遅延時間のこと。レイテンシー、レーテンシーとも表記される。.

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トランスポート層

トランスポート層(トランスポートそう Transport layer)とは、コンピュータと電気通信では、TCP/IP参照モデルにおけるの4階層の内の第3層の事である。上位のアプリケーション層からのサービス要求に応じ、また下位のインターネット層に対してサービス要求を行う。 トランスポート層はOSI参照モデルにおける7階層の内の第4層の名前でもある。上位のセッション層からのサービス要求に応じ、また下位のネットワーク層に対してサービス要求を行う。 トランスポート層の定義はそれら2モデルで僅かに異なる。この記事では主としてTCP/IPモデルについて言及する。OSI参照モデルでのトランスポート層の定義も参照の事。.

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プロトコル

プロトコルまたはプロトコール(protocol, 、protocole )とは、複数の者が対象となる事項を確実に実行するための手順について定めたもの。 もともとは「人間同士のやりとり」だけに関する用語であった。戦間期の学術的批判を経て、情報工学分野でマシンやソフトウェア同士のやりとりに関する取り決め(通信規約)を指すためにも用いられるようになった。 日本語に意訳した語として、「規定」、「議定書」、「儀典」などがある。.

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ホストバスアダプタ

PCIカード) ISAカード) ホストバスアダプタ(英: host bus adapter、HBA)とは、コンピュータと他のネットワーク機器やストレージ機器を接続するハードウェアである。ホストアダプタ、ホストコントローラなどとも呼ぶ。通常ネットワークに接続するための外部ポート、PCとの接続部、電子回路を搭載したカード状のデバイスである。 SCSI、ファイバーチャネル、シリアルATAのみならずIDE、イーサネット、FireWire、USB などを接続するデバイスもHBAと呼ぶ。 iSCSI 対応のイーサネットHBAは通常のイーサネットNICとは異なり、iSCSI固有のTCPオフロードエンジンを搭載している。.

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イーサネット

イーサネット (Ethernet) はコンピューターネットワークの規格の1つ。世界中のオフィスや家庭で一般的に使用されている有線のLAN (Local Area Network) で最も使用されている技術規格で、OSI参照モデルの下位2つの層である物理層とデータリンク層に関して規定している。 現代の有線LANは、OSI参照モデルの下位2層に相当するイーサネットとそれ以上の層を規定した「TCP/IPプロトコル」の組み合わせが一般的である。.

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オペレーティングシステム

ペレーティングシステム(Operating System、OS、オーエス)とは、コンピュータのオペレーション(操作・運用・運転)のために、ソフトウェアの中でも基本的、中核的位置づけのシステムソフトウェアである。通常、OSメーカーが組み上げたコンピュータプログラムの集合として、作成され提供されている。 オペレーティングシステムは通常、ユーザーやアプリケーションプログラムとハードウェアの中間に位置し、ユーザーやアプリケーションプログラムに対して標準的なインターフェースを提供すると同時に、ハードウェアなどの各リソースに対して効率的な管理を行う。現代のオペレーティングシステムの主な機能は、ファイルシステムなどの補助記憶装置管理、仮想記憶などのメモリ管理、マルチタスクなどのプロセス管理、更にはGUIなどのユーザインタフェース、TCP/IPなどのネットワーク、などがある。オペレーティングシステムは、パーソナルコンピュータからスーパーコンピュータまでの各種のコンピュータや、更にはスマートフォンやゲーム機などを含む各種の組み込みシステムで、内部的に使用されている。 製品としてのOSには、デスクトップ環境やウィンドウシステムなど、あるいはデータベース管理システム (DBMS) などのミドルウェア、ファイル管理ソフトウェアやエディタや各種設定ツールなどのユーティリティ、基本的なアプリケーションソフトウェア(ウェブブラウザや時計などのアクセサリ)が、マーケティング上の理由などから一緒に含められていることもある。 OSの中で、タスク管理やメモリ管理など特に中核的な機能の部分をカーネル、カーネル以外の部分(シェルなど)をユーザランドと呼ぶ事もある。 現代の主なOSには、Microsoft Windows、Windows Phone、IBM z/OS、Android、macOS(OS X)、iOS、Linux、FreeBSD などがある。.

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オラクル (企業)

ラクル()は、アメリカ合衆国カリフォルニア州に本拠を置く、民間法人や公的機関を対象とするビジネス用途に特化したソフトウェア会社である。 日本法人は日本オラクル。.

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キャッシュ (コンピュータシステム)

ャッシュ (cache) は、CPUのバスやネットワークなど様々な情報伝達経路において、ある領域から他の領域へ情報を転送する際、その転送遅延を極力隠蔽し転送効率を向上するために考案された記憶階層の実現手段である。実装するシステムに応じてハードウェア・ソフトウェア双方の形態がある(今後コンピュータのプログラムなども含め全ての転送すべき情報をデータと表す)。 キャッシュ概要図 転送元と転送先の中間に位置し、データ内容の一部とその参照を保持する。データ転送元への転送要求があり、それへの参照が既にキャッシュに格納されていた場合は、元データからの転送は行わずキャッシュが転送を代行する(この状態をキャッシュヒット、キャッシュに所望のデータが存在せず元データから転送する状態をキャッシュミスという。なお、由来は不明で和製英語と思われるが日本の一部の文献及び資格試験において「キャッシュミスヒット」という用語が使われている)。もしくは出力データをある程度滞留させ、データ粒度を高める機能を持つ。これらによりデータの2種の局所性、すなわち時間的局所性と空間的局所性を活用し、データ転送の冗長性やオーバヘッドを低減させることで転送効率を向上させる。 コンピュータの各記憶領域を始めとして、ネットワークやデータベース、GPU、DSPなど様々なシステムの様々な階層に搭載されている。.

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コンピュータ・クラスター

ンピュータ・クラスターとは、複数のコンピュータを結合し、クラスター(葡萄の房)のようにひとまとまりとしたシステムのこと。単に「クラスター」または「クラスタリング」とも呼ばれる。1台のコンピュータでは得られないような、強力な計算性能や可用性を得ることができる。コンピュータ・クラスターは、クラスタリングを実現するためのハードウェアやソフトウェアなどにより構成される。但し、ネットワークを介してデータを入力して処理を開始するため、処理開始までの遅延が大きくなる欠点がある。.

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コンテキストスイッチ

ンテキストスイッチ (context switch) とは、複数のプロセスが1つのCPUを共有できるように、CPUの状態(コンテキスト (情報工学))を保存したり復元したりする過程のことである。コンテキストスイッチはマルチタスクオペレーティングシステムに不可欠な機能である。通常コンテキストスイッチは多くの計算機処理を必要とするため、オペレーティングシステムの設計においてはコンテキストスイッチを最適化することが重要である。.

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スループット

ループット()は、一般に単位時間当たりの処理能力のこと。特に.

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スーパーコンピュータ

ーパーコンピュータ(supercomputer)は、科学技術計算を主要目的とする大規模コンピュータである。日本国内での略称はスパコン。また、計算科学に必要となる数理からコンピュータシステム技術までの総合的な学問分野を高性能計算と呼ぶ。スーパーコンピュータでは計算性能を最重要視し、最先端の技術が積極的に採用されて作られる。.

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CPU

Intel Core 2 Duo E6600) CPU(シーピーユー、Central Processing Unit)、中央処理装置(ちゅうおうしょりそうち)は、コンピュータにおける中心的な処理装置(プロセッサ)。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路(LSI)の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の(小規模)集積回路(さらにそれ以前はディスクリート)から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架(フレーム)から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部(メイン)、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン(マイクロコントローラ)は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.

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物理層

物理層(ぶつりそう、physical layer)は、OSI参照モデルにおける第一層で、伝送媒体(電気信号や光)上にてビット転送を行うための物理コネクションを確立・維持・解放する電気・機械・機能・手続き的な手段を定義する。 具体的にはモデムやDSUの制御を行い、WANやLANなど通信回線を介しビット単位で信号を伝送している。TCP/IPにおけるリンク層に相当する。 この層は技術的な参照モデルの最下層であり、上位層から要求された仕様を満たすような物理現象の存在を要求する。実装可能な物理層の仕様は利用する物理現象により制約される。利用する物理現象の制約を超えた通信を行うことは不可能である。.

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Direct Memory Access

Direct Memory Access(DMA)とは、プログラムされた機械語の命令群の実行によってアキュムレータなどを介する方法によらず、メモリとメモリまたはメモリとI/Oデバイスの間で直接データを転送することである。 専用回路のことを DMAC(DMA Controller)と言う。.

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補助記憶装置

パーソナルコンピュータのハードディスク 補助記憶装置(ほじょきおくそうち)は記憶装置の分類で、「主記憶装置」がコンピュータのメインのバスに直接接続され、CPUが即座にアクセスでき、演算の対象にもできる場合もあるのに対し、外部バスに接続され、CPUからは直接アクセスできないものを指す。レイテンシやスループットは遅いが比較すると大容量である。二次記憶装置などとも。.

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InfiniBand

InfiniBand スイッチのポート InfiniBand(インフィニバンド)とは、非常に高いRAS(信頼性・可用性・保守性)を持つ基幹系・HPC系のサーバ/クラスター用高速I/Oバスアーキテクチャ及びインターコネクトのこと。システム間インターコネクト機構としては、RAS機能の他、他機構に比較して、低レイテンシである点も特徴である。.

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Internet Engineering Task Force

The Internet Engineering Task Force(IETF、インターネット技術タスクフォース) はインターネットで利用される技術の標準を策定する組織である。 極めてオープンな組織で、実際の作業を行っている作業部会 (Working group; WG) のメーリングリストに参加することで、誰でも議論に参加することが可能となっている。 通常はメーリングリスト上で議論が進むが、年に3回(2回はアメリカ国内、1回はそれ以外の国)会議が開催される。この会議も参加費を払うことでだれでも参加が可能である。日本国内では2002年に横浜(パシフィコ横浜)で開催され、2009年11月には広島で開催された。また、2015年11月に再び横浜で開催されることが決定している。会議では、最終的に何か決定を下さなければならない場合にハミング(鼻歌)による表決(ラフコンセンサス)を取るという特徴がある。 策定された標準仕様は最終的にはRFCなどとして発行する。.

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Internet Protocol

Internet Protocol (インターネット・プロトコル、IP) とは、インターネット・プロトコル・スイートを使ったインターネットワークにおいてデータグラム(またはパケット)を中継するのに使われる主要な通信プロトコルである。 ネットワーク間のパケットの中継を担っており、インターネットの基礎部分となる重要な役割を持っている。 インターネット・プロトコル・スイートにおけるインターネット層の主たるプロトコルであり、送信元ホストから宛先ホストへIPアドレスに基づいてデータグラムを送付する役割を担っている。そのため、送付すべきデータをカプセル化したデータグラム構造が定義されている。また、送信元と宛先を示すのに使われるアドレッシング方法も定義されている。 OSI参照モデルのネットワーク層にほぼ対応する機能を持つ。歴史的には、ヴィントン・サーフとロバート・カーンが1974年に発表した Transmission Control Program のコネクションレスのデータグラムサービス部分がIPとなった。一方のコネクション指向の部分は Transmission Control Protocol (TCP) となった。そのため、インターネット・プロトコル・スイートをTCP/IPと呼ぶことが多い。 俗にIPアドレスを「IP」と呼ぶことがあるが、異なるものを指しており厳密には誤記・誤称である。 最初の主要バージョンが Internet Protocol Version 4 (IPv4) で、インターネットでも支配的に使われている。後継の Internet Protocol Version 6 (IPv6) も利用が拡大しつつある。.

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Internet Wide Area RDMA Protocol

Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP)とは、RDMA over TCPを実現する通信プロトコル群の総称である。iWARPはRDMAP (RDMA Protocol) とDDP (Direct Data Placement Protocol) により構成される。また、より下層のMPA (Marker PDU Aligned) フレーミングとTCP、 あるいはSCTPを含めることもある。これらのプロトコルはRDMAコンソーシアムによって策定された標準が Internet Engineering Task Force (IETF) によって改版された。 iWARPは、従来のTCP上でゼロコピー通信を可能とする仕様であるVirtual Interface Architectureの上位セットである。 iWARPは InfiniBandの特徴をイーサネットに移植したものとも見ることができる。.

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Message Passing Interface

Message Passing Interface(メッセージ パッシング インターフェース、MPI)とは、 並列コンピューティング利用するための標準化された規格である。実装自体を指すこともある。 複数のCPUが情報をバイト列からなるメッセージとして送受信することで協調動作を行えるようにする。自由に使用できる実装としてはMPICHが有名である。他にも商用ベンダなどによる独自の実装が存在する。 ライブラリレベルでの並列化であるため、言語を問わず利用でき、プログラマが細密なチューニングを行えるというメリットがある一方、利用にあたっては明示的に手続きを記述する必要があり、ロックの対処などもプログラマ側が大きな責任をもたなければならない。 業界団体や研究者らのメンバからなる MPI Forum によって規格が明確に定義されているため、ある環境で作成したプログラムが他の環境でも動作することが期待できる。.

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Myrinet

Myrinet(ミリネット)は、ミリコム 社製のネットワークシステムである。 最新のMyri-10G Myrinet のスループットは、全二重通信で20Gbps であり、また通信レイテンシが低いことや通信エラー率が低いことから、現在Myrinetはクラスタコンピューティングのネットワークデバイスとして広く使われている。 PCIバスと接続するネットワークインターフェースと、各ネットワークインターフェースをつなぐスイッチで構成されている。.

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Small Computer System Interface

(スモール コンピュータ システム インターフェース、小型計算機システムインタフェース)、略して (スカジー)は、主に周辺機器とコンピュータなどのハードウェア間のデータのやりとりを行うインタフェース規格の一つである。SCSIを使用可能にするインタフェース装置をSCSIインタフェースと呼ぶ。ANSI(米国規格協会)によって規格化されている。.

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Transmission Control Protocol

Transmission Control Protocol(トランスミッション コントロール プロトコル、TCP)は、伝送制御プロトコルといわれ、インターネット・プロトコル・スイートの中核プロトコルのひとつ。.

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