Bewertung der Integration und Leistung von containerisierten Klimaanwendungen auf einem Hewlett Packard Enterprise Cray-System

Zusammenfassung Container haben große Teile des Cloud-Computing übernommen, da sie die praktischste Möglichkeit bieten, Anwendungen zu verpacken und bereitzustellen. Die Funktionen, die Container für das Verpacken und Bereitstellen von Anwendungen bieten, übertragen sich auch auf Hochleistungsrechnen (HPC). Bei der National Oceanic and Atmospheric Administration bieten Container eine einfache Möglichkeit, komplexe HPC-Anwendungen zu erstellen und zu verteilen, was eine schnellere Zusammenarbeit, Portabilität und Reproduzierbarkeit der Computerumgebung von Experimenten in der wissenschaftlichen Gemeinschaft ermöglicht. Die Herausforderung entsteht, wenn Anwendungen auf die Message Passing Interface (MPI) angewiesen sind. Dies erfordert eine Untersuchung, wie diese Anwendungen mit ihren eigenen einzigartigen Anforderungen ordnungsgemäß ausgeführt werden können und eine Leistung erzeugen, die der von nativen Ausführungen entspricht. Wir untersuchen die MPI-Leistung für Benchmarks und containerisierte Klimamodelle für verschiedene Container, die eine Auswahl an Kombinationen von Compilern und MPI-Bibliotheken aus den von Cray bereitgestellten Programmierumgebungen auf dem Cray XC Supercomputer GAEA abdecken. Die Leistung der Benchmarks und der Klimamodelle zeigt, dass containerisierte Anwendungen größtenteils mit nativ erstellten Anwendungen vergleichbar sind, wenn die systemoptimierten Cray MPICH-Bibliotheken in den Container eingebunden sind, während die hybriden Modellcontainer im Vergleich eine schlechte Leistung aufweisen. Wir beschreiben auch mehrere Herausforderungen und unsere Lösungen beim Ausführen dieser Container, insbesondere Herausforderungen mit heterogenen Jobs für die containerisierten Modellausführungen.