ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 6/2005

Информационные технологии в управлении

Г.Г. Стецюра

Рассмотрены быстрые способы выполнения операций стандарта MPI в системах, совмещающих процессы вычисления и обмена данными.

Интерфейс MPI (Message Passing Interface) широко распространен в мультипроцессорных и мультикомпьютерных системах. Он чаще всего реализуется довольно медленно программным путем [1, 2]. Но даже в системах, где для MPI создана соответствующая техническая поддержка, операции MPI также одни из самых медленных [3]. Это в основном относится к коллективным операциям, результат которых создается при коллективном взаимодействии процессоров – широковещательный обмен, сбор данных, рассылка, нахождение максимума, сумма, произведение, “логическое И” и др. Для ускорения коллективных операций MPI в данной статье предлагается использовать групповые операции (ГО) и групповые команды (ГК), разработанные в Институте проблем управления РАН. Для их реализации требуются специализированные технические средства, выполняющие вычисления непосредственно в процессе обмена данными в системе. Ниже кратко изложен принцип работы ГО и ГК и приведены примеры их возможного использования в MPI.

Добавим несколько слов о техническом обеспечении рассмотренных методов. Все необходимые средства могут быть выполнены в виде модулей, вставляемых, подобно картам Ethernet, в слоты материнских плат компьютеров. Сложность этих модулей сравнима со сложностью карт Ethernet. В отличие от Ethernet здесь надо применить другие протоколы, ориентированные на короткие сообщения и быстрое взаимодействие многих устройств.

1. MPI-2 (пер. на рус. язык) http://www.cluster.bsu.by/download/MPI-2_рус.zip

2. Корнеев В.Д. Параллельное программирование в MPI. – М.: Институт компьютерных исследований, 2003. – 303 с.

4. Стецюра Г.Г. Методы совмещения вычислений и передачи данных в многопроцессорных системах и локальных сетях. – М.: ИПУ, 2005. – 86 с.

5. Стецюра Г.Г. Возможности применения фрактальных связей и групповых операций в многопроцессорных системах с перестраиваемой структурой для эволюционных вычислений //Автоматика и телемеханика. – 2003. – № 12. – С. 164–176.

6. Прангишвили И.В., Подлазов В.С., Стецюра Г.Г. Локальные микропроцессорные вычислительные сети. – М.: Наука, 1984. – 176 с.