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二分バンド幅

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

二分バンド幅[1](Bisection Bandwidth)とは、コンピュータネットワークでは、ネットワークがもっとも転送帯域の狭い場所で2つのパーティションに分割されている場合、ネットワークトポロジの断面の転送容量。

2つのパーティション間で使用可能な帯域幅[2]

連結されたネットワークの転送能力を示す目安として使われている。

したがって二等分は、2つのパーティション間の帯域幅が最小になるように実行する必要がある[3]


帯域幅とは、ネットワークの2つの部分を半分に等分した場合に、その間を通過できる最大双方向データレートのこと[4]

バイセクション帯域幅は、システム全体で利用可能な真の帯域幅を提供し、ネットワーク全体のボトルネック帯域幅を占める。

したがって、二分バンド幅は、他のどのメトリックよりも優れたネットワークの帯域幅特性を表す。

二分バンド幅の計算

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nノードの線形アレイの場合、二分バンド幅は1つのリンク帯域幅である。リニアアレイの場合、ネットワークを2つのパーティションに分割するには、1つのリンクのみを切断する必要がある。

線形アレイネットワークの二等分線

nノードのリングトポロジの場合、ネットワークを二等分するために2つのリンクを切断する必要があるため、二分バンド幅は2つのリンクの帯域幅になる。

リングネットワークの二等分

nノードのツリートポロジの場合、1つのリンクを切断することでルートで二等分できるため、二分バンド幅は1つのリンク帯域幅になる。

ツリーネットワークの二等分線

nノードのメッシュトポロジの場合、 ネットワークを二等分するためにリンクを切断する必要があるため、二分バンド幅はリンク。

2Dメッシュネットワークの二等分線

nノードのハイパーキューブトポロジの場合、ネットワークを二等分するためにn / 2リンクを切断する必要があるため、二分バンド幅はn / 2リンクの帯域幅になる。

ハイパーキューブネットワークの二等分

二分バンド幅の重要性

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ネットワークパフォーマンスのこの測定の重要性に対する理論的サポートは、Clark Thomborson [5](旧Clark Thompson)の博士課程の研究段階で開発された。Thomborsonは、ソート、高速フーリエ変換、行列-行列乗算の重要なアルゴリズムが、二分幅が不十分なコンピューターではCPU制限またはメモリー制限ではなく、通信制限になることを証明した。

F.トムソンレイトンは博士課程の研究で[6]、シャッフル交換ネットワークとして知られるDeBruijnグラフの計算上重要な変形二等分幅に関するThomborsonの緩い限界を強化している[7]

Bill Dallyによると遅延、平均ケースのスループット、ホットスポットスループットの分析に基づいて、高次元ネットワークと比較して低次元ネットワーク(同じ二分幅(たとえば、 tori )を持つバイナリn-cubes)は[3]、待ち時間が短縮され、ホットスポットのスループットが高くなるとしている[8]

出典

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  1. ^ 天野英晴『並列コンピュータ 非定量的アプローチ』株式会社 オーム社、2020年9月26日。ISBN 978-4-274-22571-0https://books.google.pt/books?id=dLv9DwAAQBAJ&pg=PA94&lpg=PA94&dq=Bisection+bandwidth&source=bl&ots=lTdPkFaqKc&sig=ACfU3U0k8Ijfn8KGtNaJWUlxl81ROILI3g&hl=ja&sa=X&ved=2ahUKEwjFwLTO3Yb1AhU97uAKHR6_BXMQ6AF6BAgtEAM#v=onepage&q=Bisection%20bandwidth&f=false 
  2. ^ John L. Hennessy and David A. Patterson (2003). Computer Architecture: A Quantitative Approach (Third ed.). Morgan Kaufmann Publishers, Inc. p. 789. ISBN 978-1-55860-596-1. https://archive.org/details/computerarchitec0003henn/page/789 
  3. ^ a b Solihin, Yan (2016). Fundamentals of parallel multicore architecture. CRC Press. pp. 371–381. ISBN 9781482211191 
  4. ^ Stallings, William (2016). Foundations of modern networking : SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud. Florence Agboma, Sofiene Jelassi. Indianapolis, Indiana. ISBN 978-0-13-417547-8. OCLC 927715441. https://www.worldcat.org/oclc/927715441 
  5. ^ Clark Thomborson
  6. ^ F. Thomson Leighton [in 英語] (1983). Complexity Issues in VLSI: Optimal layouts for the shuffle-exchange graph and other networks (Thesis). MIT Press. ISBN 0-262-12104-2
  7. ^ Clark Thompson (1979). Area-time complexity for VLSI. Proc. Caltech Conf. on VLSI Systems and Computations. pp. 81–88.
  8. ^ Bill Dally (1990). “Performance analysis of k-ary n-cube interconnection networks”. IEEE Transactions on Computers 39 (6): 775–785. doi:10.1109/12.53599.