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NCCL、HCCL、通信、优化

news 2025/12/15 8:18:58

文章目录

    • 从硬件PCIE、NVLINK、RDMA原理到通信NCCL、MPI原理！
    • 通信实现方式：机器内通信、机器间通信
    • 通信实现方式：通讯协调
    • 通信实现方式：机器内通信：PCIe
    • 通信实现方式：机器内通信：NVLink
    • 通信实现方式：机器间通信：RDMA（直连模式）
    • 通信协调：软件篇
    • 通信协调：软件篇：MPI
    • 通信协调：软件篇：NCCL
    • 点对点通信、集合式通信

从硬件PCIE、NVLINK、RDMA原理到通信NCCL、MPI原理！

通信实现方式：机器内通信、机器间通信

计算机通网络通讯中最重要的两个衡量指标是：带宽、延迟

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内存共享：比如 多个应用共享手机里面的同一块内存
PCIe：最明显的方式就是 gpu 与 cpu 之间的通信，大部分都通过之间的PCIe插槽进行的
NVLink（直连模式）：GPU 与 GPU 之间进行一个互通

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Q：不同机柜之间的GPU的访问，不是通过NVSwitch进行全互联的吗。那这个机器间的通信，都传输什么信息呢？通讯、互传数据、等待和同步相关的问题，这些信息是走什么传输的呢？
---- 如果是NVLink通信的话，它应该还是属于 机器内通信，而不是机器间通讯（TCP/IP、RDMA）

蓝色的线：通过网线进行连接
AI集群里面，可能更多的用到 RDMA 的网络模型通信

通信实现方式：通讯协调

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通信实现方式：机器内通信：PCIe

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通信实现方式：机器内通信：NVLink

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通信实现方式：机器间通信：RDMA（直连模式）

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（1）左边的图是TCP/IP，右边的是RDMA
（2）左边的几个蓝色方框，在传递的时候 需要经过好几次的用户的内存拷贝，对大数据执行起来会非常的缓慢，数据量越大的时候，这个延迟是很难去接受的！
（3）而RDMA新的协议，就是用户直接跳过kernel层，直接传到远端的服务器，数据绕过CPU，直接通过RDMA设备，对远端的虚拟内存直接进行访问读和写；

（4）既然是机器间通信，那么不同机器间是通过以太网连接的
（5）Q：RDMA是通过网线连接的吗？
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通信协调：软件篇

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通信协调：软件篇：MPI

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通信协调：软件篇：NCCL

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（1）对网络拓扑进行一个感知，topo是长什么样子的，回环是怎么组织的
（2）对网络拓扑进行一个搜索，找到一个最好的通信的策略
（3）使能CUDA的kernel 对数据进行通信

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点对点通信、集合式通信

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