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MPI并行程序设计的负载平衡实现方法

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标签: MPI并行程序设计的负载平衡实现方法

MPI是目前集群系统中最重要的并行编程工具,它采用消息传递的方式实现并行程序间通信。在MPI 并行程序设计中实现负载平衡有着重要的意义,可以减少运行时间,提高MPI 并行程序的性能。负载平衡又可分为静态负载平衡和动态负载平衡,对于静态负载平衡,提出了一种分配任务的算法,可有效地按照节点的计算能力,在节点间分配任务;对于动态负载平衡,提出了一种在MPI 并行程序中实现的方法,可有效地根据节点的负载情况,在节点间迁移任务。高性能计算是一个国家综合实力的体现,广泛应用于航空航天、气象与天气预报、环境问题、材料科学、石油勘探等领域。集群系统具有低成本、高性能的特性,提供了强大的并行计算能力和批处理能力,代表了高性能计算机发展的新方向[[1]。运行时间是衡量并行程序性能的重要指标。一个并行程序通常由多个进程组成,通常一个计算节点上运行一个进程,这些进程可同时并行执行任务,并行程序的运行时间由运行时间最长的进程决定。负载平衡是指在各计算节点间均匀分配负载,以使得各个进程倾向于同时完成任务,从而减少进程的最长运行时间。在并行程序设计中实现负载平衡可有效减少并行程序的运行时间,提高并行程序的性能[2][3]。MPI 是目前集群系统中最重要的并行编程工具[4][5],它采用消息传递的方式实现并行程序间通信。MPI 具有移植性好、功能强大、效率高等多种优点,而且有多种不同的免费、高效、实用的实现版本,常见的如MPICH、LAM、IBM MPL,几乎所有的并行计算机厂商都提供对MPI 的支持,成为了事实上的并行编程标准。

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