WebAssembly在HPC中的应用：MPIWasm实现与性能评估

"WebAssembly在HPC环境中的应用，特别是作为基于MPI的高性能计算应用程序的分发格式，通过MPIWasm实现高效执行和低开销的MPI通信。MPIWasm支持在异构HPC系统上的可移植性和高性能网络互连。文章通过标准化HPC基准测试验证了MPIWasm的性能，表明其与本地应用程序的性能相当，并且Wasm二进制文件的大小相对较小。" 在高性能计算(HPC)领域，WebAssembly (Wasm)正逐渐受到关注，因为它提供了一种轻量级的用户空间隔离机制和跨平台的可移植性。传统的基于容器的方法在HPC环境中面临一些问题，如无特权运行、异构架构的挑战以及访问专用网络库的困难。WebAssembly作为一种通用的中间二进制格式，能够解决这些问题。 MPIWasm是本文提出的解决方案，它将Wasm技术应用于MPI（Message Passing Interface）环境，使得基于MPI的HPC应用程序可以高效地在Wasm中运行。MPIWasm的关键特性包括： 1. **低开销的MPI调用**：MPIWasm优化了MPI通信，确保在Wasm环境中进行高效的进程间通信，这对于并行计算至关重要。 2. **高性能网络工作支持**：MPIWasm适应了HPC系统中的高性能网络互连，允许应用程序充分利用这些硬件资源。 3. **跨平台兼容性**：Wasm的可移植性使得基于MPI的HPC应用能在不同操作系统和处理器架构上运行，无需重新编译。 4. **轻量级隔离**：与传统容器相比，Wasm提供了更轻量级的隔离，减少了资源消耗。 5. **文件大小优化**：实验结果显示，Wasm二进制文件比静态链接的二进制文件小，有利于存储和分发。 通过一系列标准化的HPC基准测试，MPIWasm的性能表现与本地应用程序相当，证明了其在实际应用中的可行性。这一成果为HPC社区提供了一个新的选择，有助于克服当前容器化方法在HPC环境中的局限性。 文章还提到了相关的版权和许可信息，允许在非商业目的下复制和使用该作品，但需保留原始作者和出版者的权益声明。对于其他形式的复制和分发，需要事先获得许可。 WebAssembly通过MPIWasm在HPC领域的应用展示了其潜力，为解决HPC中的容器化问题提供了一种创新解决方案，同时也为未来的研究和开发开辟了新的道路。