为什么要用openmp+mpi混合编程技术求π

2024-11-18 15:49:02
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MPI(MPI是一个标准,有不同的具体实现,比如MPICH等)是多主机联网协作进行并行计算的工具,当然也可以用于单主机上多核/多CPU的并行计算,不过效率低。它能协调多台主机间的并行计算,因此并行规模上的可伸缩性很强,能在从个人电脑到世界TOP10的超级计算机上使用。缺点是使用进程间通信的方式协调并行计算,这导致并行效率较低、内存开销大、不直观、编程麻烦。

OpenMP是针对单主机上多核/多CPU并行计算而设计的工具,换句话说,OpenMP更适合单台计算机共享内存结构上的并行计算。由于使用线程间共享内存的方式协调并行计算,它在多核/多CPU结构上的效率很高、内存开销小、编程语句简洁直观,因此编程容易、编译器实现也容易(现在最新版的C、C++、Fortran编译器基本上都内置OpenMP支持)。不过OpenMP最大的缺点是只能在单台主机上工作,不能用于多台主机间的并行计算!

如果要多主机联网使用OpenMP(比如在超级计算机上),那必须有额外的工具帮助,比如 MPI + OpenMP 混合编程。或者是将多主机虚拟成一个共享内存环境(Intel有这样的平台),但这么做效率还不如混合编程,唯一的好处是编程人员可以不必额外学习MPI编程。