从并行计算的角度对比,MPI 与 OpenMP 有什么区别?

作者&投稿:荆丁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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从并行计算的世界里,MPI与OpenMP是如何各展其能的呢?很多人对这两种技术有所误解,实际上,选择和性能的考量并非想象中的那么简单。


许多人误以为在多台拥有多个核心的机器上,OpenMP与MPI是自然而然的组合,但实际上,这种想法过于理想化。很多人认为OpenMP擅长于单机多核并行,而MPI则在处理分布式计算时性能较差,主要因为需要进行通信拷贝。然而,经过实际业界测试,纯MPI的性能往往比纯OpenMP和混编MPI+OpenMP要来得出色,尽管内存占用会相对增加。这源于集群通常采用NUMA架构,OpenMP在处理跨节点的数据局部性时面临挑战。MPI的设计则更倾向于优化数据的局部性,尽管OpenMP通过精细的affinity设置也能提升局部性,但要达到MPI的性能,代码的写作风格往往接近MPI,这并不划算,不如直接使用MPI,因为它更具扩展性。


另一种策略是为每个NUMA节点分配一个MPI进程,内部采用OpenMP进行并行处理。这需要复杂的CPU绑定设置,可以部分解决数据局部性问题,但增加了编程的复杂性。


OpenMP+MPI的混合编程并非为了追求性能提升,而是为了减少内存占用。即便在单节点的共享内存系统中,MPI的性能也往往能与OpenMP旗鼓相当,甚至有时更胜一筹。毕竟,MPI的优化设计使得它在特定场景下表现出色。


值得一提的是,MPI的一些实现,如OpenMPI的Vader BLT方式,针对共享内存系统进行了优化,将跨节点的通信转化为高效的内存拷贝,这在延迟和带宽上有着显著优势,进一步突显了MPI在特定条件下的优势。


总的来说,MPI与OpenMP在并行计算领域各有千秋,选择哪种技术取决于具体的应用场景和性能需求。理解它们的优缺点和适用性,才能做出明智的决策。

“MPI”代表什么?
答:作为缩写词,MPI主要应用于Computing领域,特别是在Networking(网络)方面。它广泛应用于分布式计算系统、高性能计算、并行计算等场景中,例如在多处理器系统中,MPI被用来连接各个处理器,以便它们可以协同工作,共享数据和执行任务。MPI的中文拼音为"mu:ti piao jian-gui", 是技术文档和编程代码中常见的...

“MPI”代表什么?
答:MPI代表的英文单词本身是一个技术术语,它的中文拼音为"mu: ti-piint ai-nai-ji",意为能够连接多个点的界面。在日常的英语交流和专业文档中,使用MPI可以更简洁地表达这个概念。例如,当你提到"using MPI for parallel computing",就是在说"使用MPI进行并行计算"。总的来说,MPI是一个在信息技术...

“MPI”代表什么?
答:英语缩写词“MPI”通常代表“Multiple Process Interface”,即“多进程接口”。这个术语在计算机科学和软件开发中扮演重要角色,其中文拼音为"duō jìn chéng jiē kǒu",在英语中的流行度相当高,约为1100。MPI主要应用于处理分布式计算和并行编程中,涉及到进程间的通信和协调工作。MPI的分类属于...

MPI发展过程
答:MPI的发展历程可以分为两个阶段:第一阶段始于1995年,这一年诞生了MPI的第一个版本。MPI 1.1的出现标志着并行计算领域的一个重要里程碑,它为高性能计算提供了基础通信框架。紧接着,随着技术的不断进步,MPICH开始崭露头角。作为MPI最流行的非专利实现,MPICH是由Argonne国家实验室和密西西比州立大学...

mpi是什么意思
答:MPI是多点接口(Multi Point Interface)的简称,是西门子公司开发的用于PLC之间通讯的保密的协议。MPI通讯是当通信速率要求不高、通信数据量不大时,可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI通信可使用PLC S7-200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡如CP5512/CP5611/CP5613等进行数据交换。M...

什么是MPI接头
答:3. MPI的设计强烈的受到了几十年来的并行计算的“最佳实践”的影响 4. 虽然MPI的实现都遵循“MPI 标准”,但是实际上现在有两个文档(MPI-1 和 MPI-2)5. MPI的实现为并行应用提供消息传递或者相关的服务 6. 有很多种MPI标准的的实现 本质: MPI标准定义了一组函数,使应用程序可以将消息从一个...

MPI是什么的缩写?
答:作为缩写词,MPI属于Computing类别,特别与Networking相关,即网络架构和通信技术中。它在实际应用中,例如分布式计算系统、并行处理以及高性能计算中扮演着关键角色,例如在科学计算软件中,MPI被用来协调和管理多个处理器之间的通信。虽然MPI最初可能来源于英文原词的缩写,但其在中文环境下的使用,更多的是...

采用并行计算的程序用什么编程语言开发最好?
答:不是主流),基本不用MPI接口。并行计算用MPI或者OpenMP。如果把网格计算算做分布式计算(网格计算是分布式计算的一种特例,但是有区别,区别仅仅在编程方法和实际应用的范围上),网格计算使用中间件!而且对联网的各台计算机的操作系统的要求比较特殊。当然vb也是可以的,c++这方面的类库比较多。

一文搞懂MPI通信接口的特点及原理
答:值得注意的是,AlltoAll和Allreduce的实现中,带宽不随进程数p变化,特别是对长消息的扩展,开销保持稳定。相比之下,Reduce和Broadcast的2O(n)开销更优,推荐在需要高效并行处理时使用ReduceScatter和Allgather。MPI通信接口的巧妙设计和不断优化,为现代AI研究提供了坚实的基石,推动了技术的革新和性能的...

并行计算, 使用cpu与gpu两种方法之间的关系是什么, cpu并行和gpu并行有...
答:你那个没悬赏分啦,所以简单跟你说说啦,CPU并行可以分为线程级和进程级别的并行啦,主要是基于消息传递(MPI)的程序设计啦,可以做工程计算,图像处理方面的计算啦。GPU并行这个是支持CUDA架构的NVIDA显卡做的专业图像并行啦,over,本人对多核并行,和多处理机工作站并行比较在行拉。就这么多啦 ...