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sccgn系列实例使用说明及验证

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为进一步优化神龙架构GPU服务器的网络性能,阿里云推出了GPU计算型超级计算集群实例规格族,即sccgn系列实例,该系列机型具备了超强的计算能力和网络通信能力。本文为您介绍sccgn系列实例的使用说明及性能验证。

使用说明

sccgn系列机型同时配备了GPU计算卡和Mellanox高性能网卡,具备超强的计算能力和网络通信能力。适用于如深度学习、高性能计算等高强度计算和密集通信兼备的应用场景。使用sccgn系列实例的几点说明:

  • 如果您只需使用RDMA功能,在创建sccgn系列实例(例如sccgn7ex实例规格族)的选择镜像阶段,需要选中安装RDMA软件栈

  • 如果您的业务需要使用GPUDirect RDMA功能,在创建sccgn系列实例的选择镜像阶段,您需要选中安装GPU驱动,来快速安装所需软件栈及工具包。

    说明

    GPUDirect RDMA是英伟达自Kepler级别GPU和CUDA 5.0以来引入的一种数据直通技术,其使用PCIe数据总线的标准功能,为GPU和第三方对等设备(例如GPU之间、网络接口、视频采集设备、存储适配器)之间提供直接的数据通路。更多信息,请参见英伟达官方文档

  • 如果您实例所安装的网卡驱动为OFED开源版本(下载地址),您可以在安装网卡驱动后,再安装GPU驱动及CUDA。

    说明

    CUDA 11.4和R470之后版本已包含了nvidia_peermem模块,您无需单独安装nv_peer_mem模块。更多信息,请参见nv_peer_memory

功能通过性验证及带宽验证

功能通过性验证

该验证用于检查sccgn系列实例的RDMA软件栈安装和配置是否正确。

执行以下命令,检验RDMA软件栈的安装情况。

说明

如果在检查过程中遇到一些问题需要解决,请参见常见问题

rdma_qos_check -V

如果回显类似如下内容,表示RDMA软件栈已正确安装。

===========================================================
*    rdma_qos_check
-----------------------------------------------------------
* ITEM          DETAIL                               RESULT
===========================================================
* link_up       eth1: yes                                ok
* mlnx_device   eth1: 1                                  ok
* drv_ver       eth1: 5.2-2.2.3                          ok
...
* pci           0000:c5:00.1                             ok
* pci           0000:e1:00.0                             ok
* pci           0000:e1:00.1                             ok
===========================================================

带宽验证

该验证用于检查RDMA网络带宽是否符合对应硬件的预期要求。

  • 服务器端命令

    ib_read_bw -a -q 20 --report_gbits -d mlx5_bond_0

    类似回显信息如下:

    ---------------------------------------------------------------------------------------
                        RDMA_Read BW Test
     Dual-port       : OFF        Device         : mlx5_bond_0
     Number of qps   : 20        Transport type : IB
     Connection type : RC        Using SRQ      : OFF
     PCIe relax order: ON
     ibv_wr* API     : ON
     CQ Moderation   : 100
     Mtu             : 1024[B]
     Link type       : Ethernet
     GID index       : 3
     Outstand reads  : 16
     rdma_cm QPs     : OFF
     Data ex. method : Ethernet
    ---------------------------------------------------------------------------------------
     local address: LID 0000 QPN 0x11ca PSN 0x6302b0 OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f88e1e5d000
     GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:200:00:46:14
     local address: LID 0000 QPN 0x11cb PSN 0x99aeda OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f88e265d000
     GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:200:00:46:14
     local address: LID 0000 QPN 0x11cc PSN 0xf0d01c OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f88e2e5d000
     ...
      remote address: LID 0000 QPN 0x11dd PSN 0x8efe92 OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f672004b000
     GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:200:00:45:14
    ---------------------------------------------------------------------------------------
     #bytes     #iterations    BW peak[Gb/sec]    BW average[Gb/sec]   MsgRate[Mpps]
     8388608    20000            165.65             165.63            0.002468
    ---------------------------------------------------------------------------------------
  • 客户端命令

    ib_read_bw -a -q 20 --report_gbits -d mlx5_bond_0 #server_ip

    类似回显信息如下:

    ---------------------------------------------------------------------------------------
                        RDMA_Read BW Test
     Dual-port       : OFF        Device         : mlx5_bond_0
     Number of qps   : 20        Transport type : IB
     Connection type : RC        Using SRQ      : OFF
     PCIe relax order: ON
     ibv_wr* API     : ON
     TX depth        : 128
     CQ Moderation   : 100
     Mtu             : 1024[B]
     Link type       : Ethernet
     GID index       : 3
     Outstand reads  : 16
     rdma_cm QPs     : OFF
     Data ex. method : Ethernet
    ---------------------------------------------------------------------------------------
     local address: LID 0000 QPN 0x11ca PSN 0x787f05 OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f671684b000
     GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:200:00:45:14
     local address: LID 0000 QPN 0x11cb PSN 0x467042 OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f671704b000
     GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:200:00:45:14
     local address: LID 0000 QPN 0x11cc PSN 0xac262e OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f671784b000
     ...
      remote address: LID 0000 QPN 0x11dd PSN 0xeb1c3f OUT 0x10 RKey 0x17fddc VAddr 0x007f88eb65d000
     GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:200:00:46:14
    ---------------------------------------------------------------------------------------
     #bytes     #iterations    BW peak[Gb/sec]    BW average[Gb/sec]   MsgRate[Mpps]
    Conflicting CPU frequency values detected: 800.000000 != 3177.498000. CPU Frequency is not max.
     2          20000           0.058511            0.058226            3.639132
    Conflicting CPU frequency values detected: 799.996000 != 3384.422000. CPU Frequency is not max.
    ...
    Conflicting CPU frequency values detected: 800.000000 != 3166.731000. CPU Frequency is not max.
     4194304    20000            165.55             165.55            0.004934
    Conflicting CPU frequency values detected: 800.000000 != 2967.226000. CPU Frequency is not max.
     8388608    20000            165.65             165.63            0.002468
    ---------------------------------------------------------------------------------------

运行以上命令时,可通过rdma_monitor -s -t -G命令在ECS控制台观测对应网卡各端口的实际带宽。类似回显信息如下:

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2022-2-18 09:48:59 CST
tx_rate: 81.874 (40.923/40.951)
rx_rate: 0.092 (0.055/0.037)
tx_pause: 0 (0/0)
rx_pause: 0 (0/0)
tx_pause_duration: 0 (0/0)
rx_pause_duration: 0 (0/0)
np_cnp_sent: 0
rp_cnp_handled: 4632
num_of_qp: 22
np_ecn_marked: 0
rp_cnp_ignored: 0
out_of_buffer: 0
out_of_seq: 0
packet_seq_err: 0
tx_rate_prio0: 0.000 (0.000/0.000)
rx_rate_prio0: 0.000 (0.000/0.000)
tcp_segs_retrans: 0
tcp_retrans_rate: 0
cpu_usage: 0.35%
free_mem: 1049633300 kB

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nccl-tests用例

为测试和验证配备RDMA网络的机型在应用中的实际表现,下文以nccl-tests用例为例,展示如何使用sccgn系列实例的RDMA功能加速您的应用。nccl-tests示例如下:

说明

关于nccl-tests的更多信息,请参见nccl-tests

#!/bin/sh
# 使用的操作系统为 Alibaba Cloud Linux 2
# 安装openmpi及编译器
wget https://ali-perseus-release.oss-cn-huhehaote.aliyuncs.com/openmpi-4.0.3-1.x86_64.rpm
rpm -ivh --force openmpi-4.0.3-1.x86_64.rpm --nodeps
yum install -y gcc-c++

# 修改~/.bashrc
export PATH=/usr/local/cuda-11.0/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/lib64:/usr/local/lib:/usr/local/lib/openmpi:/usr/local/cuda-11.0/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

# 下载测试代码并编译
git clone https://github.com/NVIDIA/nccl-tests
cd nccl-tests/
make MPI=1 CUDA_HOME=/usr/local/cuda

# 将 host1, host2 替换为你对应的 IP 地址
mpirun --allow-run-as-root -np 16 -npernode 8 -H {host1}:{host2}  \
  --bind-to none \
  -mca btl_tcp_if_include bond0 \
  -x PATH \
  -x CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3,4,5,6,7 \
  -x NCCL_SOCKET_IFNAME=bond0 \
  -x NCCL_IB_HCA=mlx5 \
  -x NCCL_IB_DISABLE=0 \
  -x NCCL_DEBUG=INFO \
  -x NCCL_NSOCKS_PERTHREAD=8 \
  -x NCCL_SOCKET_NTHREADS=8 \
  -x NCCL_IB_GID_INDEX=3 \
  -x NCCL_DEBUG_SUBSYS=NET,GRAPH \
  -x NCCL_IB_QPS_PER_CONNECTION=4 \
  ./build/all_reduce_perf -b 4M -e 4M -f 2 -g 1 -t 1 -n 20

常见问题

执行命令rdma_qos_check -V时,系统报错:drv_fw_ver eth1: 5.2-2.2.3/22.29.1016 fail

问题原因:此报错表示Mellanox网卡固件未更新。

解决方案

  • 在Alibaba Cloud Linux 2或CentOS 8.3系统中,执行/usr/share/nic-drivers-mellanox-rdma/sources/alifwmanager-22292302 --force --yes命令刷新服务器网卡固件。

  • 在Debian-based的系统中,下载固件刷新程序(下载地址),然后执行./alifwmanager-22292302 --force --yes来刷新服务器的网卡固件。

执行命令rdma_qos_check -V时,系统报错:* roce_ver : 0 fail

问题原因:此报错表示缺少configfs、rdma_cm等内核模块。

解决方案:您可以执行modprobe mlx5_ib && modprobe configfs && modprobe rdma_cm命令加载对应内核模块。

在Debian系统中,执行命令systemctl start networking启动网络服务时,系统提示找不到bond

问题原因:此报错可能由于mlx5_ib内核模块未加载。

解决方案:您可以执行modprobe mlx5_ib加载此内核模块。

执行命令rdma_qos_check -V或命令ib_read_bw时,系统报错:ERROR: RoCE tos isn't correct on mlx5_bond_3

您可以执行命令rdma_qos_init对网络进行初始化。

执行命令rdma_qos_check -V时,系统报错:cm_tos mlx5_bond_1: 0 fail

在Alibaba Cloud Linux 2中,重启服务器后,执行验证命令rdma_qos_check -V出现报错时,您可以执行命令rdma_qos_init对网络进行初始化。

执行命令rdma_qos_check -V时,系统报错:trust_mod eth1: pcp fail

在CentOS 8.3系统中,重启服务器后,执行验证命令rdma_qos_check -V出现报错时,您可以执行命令rdma_qos_init对网络进行初始化。

RDMA网络接口bond*出现获取不到bond ip的情况

您可以执行命令ifdown bond*ifup bond*获取到bond ip。

说明

请将*替换为对应网络接口的序号。

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