分散行列計算に MPI を使用して 2D 配列のエッジ値を効率的に交換するにはどうすればよいですか?

MPI を介した 2D 配列の送受信

質問:

パフォーマンスを向上させるには、大規模な 2D 行列の計算は、MPI を使用して複数のノードに分割して実行する必要があります。必要なノード間通信はエッジ値の交換だけです。適切なアプローチを説明し、検討すべき追加の MPI 関数を提案してください。

回答:

MPI_SEND と MPI_RECEIVE を使用してエッジ値を交換するという提案されたアプローチは、通常は正しいです。ただし、効率的な実装のために考慮すべき点がいくつかあります。

連続メモリ割り当て:

通信パフォーマンスを最適化するには、メモリ内で 2D 配列を連続的に割り当てます。これは、配列の配列へのポインタを使用して実現できます。

バリアの回避:

MPI_Send と MPI_Recv はブロック関数であり、明示的なバリアの必要性を排除します。ただし、送信と受信を慎重に順序付けしてデッドロックを回避することが重要です。

代替 MPI 関数:

• MPI_Sendrecv: 同時送信操作と受信操作を可能にします。 .
• MPI_Nonblocking_Send およびMPI_Nonblocking_Recv: 非同期データ転送を可能にするノンブロッキング通信関数。

サンプル コード:

次のコード スニペットは、MPI_Sendrecv を使用したエッジ値交換の例を示します。 :

int myrank, num_procs;
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myrank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &num_procs);

int neigh = (myrank + 1) % num_procs;

MPI_Sendrecv(&A[x][0], N*M, MPI_INT, neigh, tagA, &B[0][0], N*M, MPI_INT, neigh, tagB, MPI_COMM_WORLD, &status);

以下に従ってくださいガイドラインに従って、MPI を使用して 2D 行列計算の通信を効果的に実装できます。

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