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MPI を用いた並列計算処理

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Academic year: 2021

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(1)

MPI

を用いた並列計算処理

情報論理工学研究室

06-1-037-0041

福崎　伸哉

(2)

目次

本研究の目的

並列処理

仮想並列計算機

 MPI

並列プログラムの検証

結果・考察

結論

(3)

本研究の目的

 MPI

を用いて並列処理の有用性を示す

行列積の計算を逐次処理と並列処理とに分 け、処理時間の向上率を検証

　　

(4)

並列処理

メリット

処理時間の短縮 　　データ分割手法 　　機能分割手法

耐故障性に優れている 　　

デメリット

複数の計算機が必要

通信時間の発生

ある１つの処理を複数のプロセッサで行 う　

(5)

仮想並列計算機

複数の計算機でネットワーク接続する

安価で並列環境を構築できる

手軽にプログラミングが可能

代表的な実装方法

→ MPI

(6)

MPI (Message Passing Interface)

分散メモリ型並列計算機

メッセージ通信操作の仕様標準

メッセージパッシングによる通信の仕組 みを

共有化することが目的

プログラムの移植性が高い

(7)

MPICH

 MPI

規格を基に作られたソフトウェア

ゴードン国立研究所により、無償で配布

移植性を重視

 OS

への対応が充実

(8)

検証プログラム

8 個の行列の積を求めるプログラム

行列のサイズを 10*10 から 1000*1000 ま で増やして検証

同性能のプロセッサ 4 台を用意 OS は Windows で統一

ホスト サブ

3

サブ

2

サブ

1

ハブ

(9)

行列積計算の方法

1

ホストコンピュータ

(8

個の

N*N

行列のデータを保持

)

サブコンピュータ

1

サブコンピュータ

2

サブコンピュータ

3

サブコンピュータ

1

サブコンピュータ

2

行列データ を

2

個ずつ 送信する

A

2

A

1

A

3

A

4

A

5

A

6

A

7

A

8

(10)

行列積計算の方法　

2

}

* }{

*

{A5 A6 A7 A8

ホスト サブ

1

サブ

2

サブ

3

{A

1

*A

2

}*{A

3

*A

4

}

A

1

* A

2

A

3

* A

4

A

5

* A

6

A

7

* A

8

{A

5

*A

6

}*{A

7

*A

8

}

Result

ホスト サブ

2

結果送信 結果送信

ホスト 結果送信

(11)

行列積計算の処理時間

(

秒

)

10*10 100*100 500*500 1000*1000

1

台

0.015 0.066 10.87 167.2 4

台

0.012 0.051 7.29 86.3

向上率

1.25

倍

1.29

倍

1.49

倍

1.94

倍

計算機数

行列サイズ

(12)

結論

本研究で

MPI

による行列積計算を検証し た

MPI

を用いての処理の高速化は有効である

容易に並列計算環境の構築が可能 身近なデータ処理にも有効

参照

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