MPI發送和接收的通信成本

Question

我是MPI的新手，想衡量兩個節點之間MPI_Send和MPI_Recv的通信成本。 為此，我編寫了以下代碼：

 /*==============================================================
 * print_elapsed (prints timing statistics)
 *==============================================================*/
 void print_elapsed(const char* desc, struct timeval* start, struct timeval* end, int numiterations) {

  struct timeval elapsed;
  /* calculate elapsed time */
  if(start->tv_usec > end->tv_usec) {

    end->tv_usec += 1000000;
    end->tv_sec--;
  }
  elapsed.tv_usec = end->tv_usec - start->tv_usec;
  elapsed.tv_sec  = end->tv_sec  - start->tv_sec;

  printf("\n%s total elapsed time = %ld (usec)\n",
    desc, (elapsed.tv_sec*1000000 + elapsed.tv_usec)/numiterations );
}


int main(int argc, char **argv) {

  int nprocs, nElements; /* command line args */

  int my_id;

  long double* buffer, *rec_buffer;         
 /* gettimeofday stuff */
  struct timeval start, end;         /* gettimeofday stuff */
  struct timezone tzp;

  MPI_Status status;              /* Status variable for MPI operations */

  MPI_Init(&argc, &argv);
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_id); /* Getting the ID for this process */

  /*---------------------------------------------------------
   *  Read Command Line
   *  - check usage and parse args
   *---------------------------------------------------------*/

  if(argc < 2) {

    if(my_id == 0)
      printf("Usage: %s [nElements]\n\n", argv[0]);

    MPI_Finalize();
    exit(1);
  }

  nElements = atoi(argv[1]);
  int numiterations = 64;
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nprocs); /* Get number of processors */

  if(my_id == 0)
    printf("\nExecuting %s: numElements=%d \n",
            argv[0], nElements);


  buffer = (long double *) malloc(sizeof(long double)*nElements);
  rec_buffer = (long double *) malloc(sizeof(long double)*nElements);

  if(buffer == NULL) {
    printf("Processor %d - unable to malloc()\n", my_id);
    MPI_Finalize();
    exit(1);
  }


  MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);

  if(my_id == 1)
    gettimeofday(&start, &tzp);


  for(int i = 0 ; i < numiterations ; ++i)
  {
    if(my_id == 0)
      MPI_Send(buffer, nElements, MPI_LONG, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);

    if(my_id == 1)
      MPI_Recv(rec_buffer, nElements, MPI_LONG, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
  }


  if(my_id == 1) {
    gettimeofday(&end,&tzp);
  }

  MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
  if(my_id == 1) {
    print_elapsed("Summation", &start, &end, numiterations);
  }

  free(buffer);

  MPI_Finalize();

  return 0;
} /* main() */

我重復發送和接收numiteration次，但我不知道初始化成本和實際的通信時間的信息。 我想知道是否有更好的方法或工具來更詳細地衡量通信成本。

Answer 1

如果需要描述的詳細程度，則可能必須深入了解MPI庫本身的實現。 您要衡量的是通信對應用程序的影響。 但是，與您的基礎架構相比，通信中涉及的可能更多。 一些網絡可以在不涉及應用程序的情況下取得進展，而某些MPI庫也可以使用線程來異步處理消息。

您如何衡量這些事情將取決於您的系統和上述約束。 如果您所關心的只是您的應用程序在通信通話中花費了多少時間，那么您或多或少就已經做到了。 您可以使用其他跟蹤工具來完成類似的事情（HPCtoolkit是我過去使用過的一個工具）。

如果要獲取有關幕后情況的更多詳細信息，則必須在實現內部進行深入研究，並開始進行內部檢測（假設您使用的是MPICH或Open MPI之類的開源實現）。 這是一個涉及更多的過程，其機制將從一個實現變為另一個實現。