MPI+OpenMP混合編程技術(shù)總結(jié).doc

MPI+OpenMP混合編程技術(shù)總結(jié) ，MPI+OpenMP混合編程技術(shù)總結(jié)。
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MPI+OpenMP混合編程 、、 引言 MPI是集群計(jì)算中廣為流行的編程平臺。
但是在很多情況下，采用純的MPI消 息傳遞編程模式并不能在這種多處理器構(gòu)成的集群上取得理想的性能。
為了結(jié) 合分布式內(nèi)存結(jié)構(gòu)和共享式內(nèi)存結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)勢，人們提出了分布式／共享內(nèi) 存層次結(jié)構(gòu)。
OpenMP是共享存儲編程的實(shí)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分布式／共享內(nèi)存層次結(jié) 構(gòu)用OpenMP+MPI實(shí)現(xiàn)應(yīng)用更為廣泛。
OpenMP+MPI這種混合編程模式提供結(jié)點(diǎn)內(nèi) 和結(jié)點(diǎn)間的兩級并行，能充分利用共享存儲模型和消息傳遞模型的優(yōu)點(diǎn)，有效地 改善系統(tǒng)的性能。
、、 OpenMP+MPI混合編程模式 使用混合編程模式的模型結(jié)構(gòu)圖如圖1在每個(gè)MPI進(jìn)程中可以在#pragmaomp parallel編譯制導(dǎo)所標(biāo)示的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生線程級的并行而在區(qū)域之外仍然是單線 程。
混合編程模型可以充分利用兩種編程模式的優(yōu)點(diǎn)MPI可以解決多處理器問的 粗粒度通信而OpenMP提供輕量級線程可以和好地解決每個(gè)多處理器計(jì)算機(jī)內(nèi)部 各處理器間的交互。
大多數(shù)混合模式應(yīng)用是一種層次模型MPI并行位于頂層Open MP位于底層。
比如處理一個(gè)二維數(shù)組可以先把它分割成結(jié)點(diǎn)個(gè)子數(shù)組每個(gè)進(jìn)程 處理其中一個(gè)子數(shù)組而子數(shù)組可以進(jìn)一步被劃分給若干個(gè)線程。
這種模型很好 的映射了多處理器計(jì)算機(jī)組成的集群體系結(jié)構(gòu)MPI并行在結(jié)點(diǎn)問OpenMP并行在結(jié) 點(diǎn)內(nèi)部。
也有部分應(yīng)用是不符合這種層次模型的比如說消息傳遞模型用于相對 易實(shí)現(xiàn)的代碼中而共享內(nèi)存并行用于消息傳遞模型難以實(shí)現(xiàn)的代碼中還有計(jì)算 和通信的重疊問題等。
、、 OpenMP+MR混合編程模式的優(yōu)缺點(diǎn)分析
3．1優(yōu)點(diǎn)分析 (1)有效的改善MPI代碼可擴(kuò)展性 MPI代碼不易進(jìn)行擴(kuò)展的一個(gè)重要原因就是負(fù)載均衡。
它的一些不規(guī)則的應(yīng) 用都會存在負(fù)載不均的問題。
采用混合編程模式，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的并行粒度。
MPI 僅僅負(fù)責(zé)結(jié)點(diǎn)間的通信，實(shí)行粗粒度并行：OpenMP實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)內(nèi)部的并行，因?yàn)镺pe nMP不存在負(fù)載均衡問題，從而提高了性能。
(2)數(shù)據(jù)拷貝問題 數(shù)據(jù)拷貝常常受到內(nèi)存的限制，而且由于全局通信其