HMM: Nvidia hilft Kernel-Hackern fürs Supercomputing

Das sogenannte Heterogeneous Memory Management (HMM) ist wichtig zum Auslagern von Programmen auf GPUs. Der Linux-Kernel unterstützt HMM noch nicht offiziell. Nvidia hilft aber dem Red-Hat-Entwickler bei der Umsetzung - wohl für die aktuellen Supercomputer mit Nvidia-Karten.

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Nvidias Tesla P100 unterstützt HMM in ersten Tests sehr gut.
Nvidias Tesla P100 unterstützt HMM in ersten Tests sehr gut. (Bild: Nvidia)

Seit rund zweieinhalb Jahren arbeitet der Red-Hat-Angestellte Jérôme Glisse an der Umsetzung des Heterogeneous Memory Management (HMM) im Linux-Kernel. Bisher scheiterte eine Aufnahme des Codes wohl aber daran, dass nur der Hersteller Mellanox einen keinen Teil von HMM nutzt und kein anderer. Wichtige Unterstützung bekommt Glisse nun aber von Nvidia, die die Technik künftig selbst nutzen wollen und mit Glisse an HMM gearbeitet haben, wie er in der Ankündigung der mittlerweile 13. Patch-Serie von HMM schreibt.

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Mit HMM können wichtige Teile des Adressraumes eines Prozesses auf die Memory Management Unit (MMU) eines anderen Gerätes als der CPU gespiegelt werden. Wie bei Nvidia vorgesehen handelt es sich dabei üblicherweise um Grafikkarten, sodass Anwendungen oder Teile davon eben nicht mehr auf der CPU abgearbeitet werden, sondern direkt von den Bauteilen der Grafikkarte - also GPU und deren RAM.

Notwendig für neue Funktionen und neue Supercomputer

Glisse zufolge sei HMM zwingend notwendig, um bestimmte neue Funktionen von PCI-Express in x86-Hardware nutzen zu können. Andernfalls könnten Neuerungen in C++17 oder auch OpenCL 3.0 nicht standardmäßig genutzt werden. Er hoffe deshalb, dass die Kooperation mit Nvidia dazu beitragen werde, den Rest der Linux-Kernel-Entwickler von einer Aufnahme des Codes zu überzeugen.

Glisse hat gemeinsam mit Nvidia an der HMM-Unterstützung für die Pascal GPUs des Herstellers gearbeitet, die seit diesem Jahr verkauft werden. Erste Tests des Unternehmens mit dem freien Nouveau-Kernel-Treiber hätten bereits gute Ergebnisse bei der Verwendung von HMM geliefert, schreibt Nvidia-Entwickler John Hubbard.

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Nvidia unterstützt die Arbeiten an HMM offenbar mit einem klaren Zweck. Denn die Pascal GPUs sind die Grundlage der Beschleunigerkarten Tesla P100, die in vielen aktuellen Supercomputern zum Einsatz kommen und vergleichsweise effizient arbeiten. Ebenso arbeitet das US-Energieministerium an zwei neuen Supercomputern die Nvidia-Karten und IBMs Power-CPU benutzen sollen. Auch andere nutzen künftig diese Hardware-Kombination, etwa Google für sein Cloud-Angebot, sodass auch IBM laut Glisse Interesse an HMM bekundet hat.

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