Google推出以CentOS 7为基础的高效能运算用VM映像档

Google云端推出专为高效能运算（HPC）设计的映像档，该映像档无论是在讯息传递界面（Message Passing Interface，MPI）基准测试，还是HPC应用程序基准测试，效能都较标准CentOS映像档快上许多。用户现在已经可以从Google云端市集，免费下载最新的HPC虚拟机器映像档。

Google从去年开始，便针对HPC应用进行了一连串调校，为的是要最佳化云端上MPI效能，使用最佳实践配置，可将MPI乒乓测试延迟降至10微秒以下，这些调校可以直接被应用到应用程序中，进而提高Google云端上HPC工作负载的效能。但Google提到，建构最佳实践虚拟机器映像档，需要同时具备系统专业和Google云端知识，因此他们释出预配置的HPC映像档，让用户能以该映像档为基础，更简单地维护映像档。

预先配置的HPC映像档让用户可开箱即用，快速创建最佳化CPU和网络效能的执行个体，降低小MPI讯息的延迟，使得高度仰赖点对点和集体通讯（Collective Communication）的应用程序，能因此获得效能上的助益，而且因为减少了可能造成效能变化的系统抖动（Jitter），使得单节点高效能更加可预测。

Google表示，HPC映像档中采用的一系列调校，皆经过广泛的HPC工作负载测试，能提供一致的多节点高效能，可作为标准CentOS 7映像档的替代。HPC映像档的调校与最佳化，包括预设停用英特尔超执行绪，除了效能更可预测之外，也降低部分HPC工作的执行时间，而对于会大幅影响MPI应用程序的MPI集体算法，Google使用英特尔MPI集体算法，适用于常见的MPI配置。

HPC映像档还启用忙碌轮询（Busy Polling），减少网络接受路径（Network Receive Path）中的延迟，除此之外，该映像档还提高原本限制系统资源使用的用户限制，Google提到，由于系统资源预设限制通常对HPC工作没有用处，因为丛集中的运算节点不会跟多个用户共享。Linux防火墙以及SELinux也在HPC映像档中停用，以进一步提高MPI效能，另外，也会停用CPUIdle，不会让执行个体进入低功耗模式。

Google拿标准CentOS映像档以及HPC虚拟机器映像档，比较其MPI乒乓测试延迟，并且执行有限元素分析ANSYS LS-DYNA、计算流体动力学ANSYS Fluent以及天气建模WRF等实际应用程序，比较两者效能表现。英特尔MPI乒乓测试量测一对虚拟机器间，传送固定大小讯息的延迟，与标准CentOS相比，HPC映像档最高可减少50％的乒乓延迟，而在实际HPC应用程序的测试上，HPC映像档在ANSYS LS-DYNA，获得比标准CentOS还多25％的效能，而在ANSYS Fluent以及WRF，则也有6％的效能改进。