使用提供的線程數進行並行基數排序

Question

我在理解使用線程進行並行基數排序的概念時遇到了一些困難。

如果使用最高有效位數方法進行操作，則可以從創建存儲桶1到9開始，然后使用其MSD將數字划分為存儲桶。

您可以通過在每個存儲桶中有1個線程來並行排序。

但是，如果我們必須使用給定數量的處理器（例如4）來執行此操作，您如何將這9個存儲桶分成四個處理器？

我在網上看到的一張圖表似乎建議您將數字划分為x個處理器的x個分區（不進行任何排序），然后每個處理器對給定分區的所有數字進行排序。 但是隨后您將剩下x個數字存儲桶，每個存儲桶均按其自身排序，但沒有排序的整個向量/數字數組，而且我不確定接下來要做什么。

Answer 1

在對x個分區進行排序之后，您將合並x個分區。 這可以通過進行2方式合並的log2（x）傳遞或通過x方式合並的單個傳遞來完成。 x方式合並通常使用堆來加速確定x個元素中的哪個（以及元素所屬的分區）最小。 除初始化外，元素一次從堆中刪除並添加到堆中。 最終到達x個分區之一的末尾，並且合並成為x-1合並。 最終只剩下一個分區，並將其復制到輸出數組。

如果數組很大，以至於其分區比核心特定的L1和L2緩存大得多，那么由於沖突，並行基數排序將無濟於事，因為所有核心共享公用的L3（如果存在L4和L4）緩存和主內存。 例如，每個核心的L1緩存可能為32KB，每個核心的L2緩存可能為256KB。

另一種選擇是將陣列分成z個256KB分區，然后對z個分區一次進行x個基數排序。 最后一步是z排序的256KB分區的z方式合並。

對於基數排序，您可能希望對8位字段使用256進制（而不是使用10進制）（可以移位而不是將元素拆分為多個字段）。