第八章 并行环境实现GROMACS.pdf

并行环境实现GROMACS 1 不同的并行环境 1.1 LAM ／MPI 并行环境 LAM ／MPI 是一个高性能、免费、开源的MPI 标准的实现。它支持MPI-1 标准和部分 MPI-2 标准。LAM ／MPI 不仅是实现MPI API 的一个库，而且是LAM 基于用户级和后台程 序的一个运行环境，提供了许多MPI 程序要求的服务。 1.2 MPICH2 并行环境 MPICH2 是MPI 标准的一个新的实现，它的目标是有效地支持不同的计算和通讯半台， 如常规的集群(共享存储、多核架构等)、高速网络(10GB 以太网、InfiniBand、Myrinet、 Quadrics)、和更高性能的计算系统(Blue Gene、Cray、Cicortexl)。 1.3 IBMPE 并行环境 IBM AIX PE(Parallel Environment)它是为在IBM AIX 系统上开发和执行并行程序如 Fortran、C、c++而设计的。它是一个分布式内存消息传递系统，可以运行在RS ／6000 系 列或AIX 操作系统半台执行并行程序。它把RS ／6000 系统的处理器叫做处理器节点，当用 户执行并行程序时，并行任务就分配到处理器节点上，处理器节点在同一个网络，凶此并行 任务能同步的通信和交换数据。PE 支持两种基本的并行程序模式一 SPMP ／MPMD。 SPMP(Single Program MultipleData)模式程序运行任务在分区是一样的，但是任务T 作在 1 / 11 不同的数据集合；MPMD(MultipleProgram Multiple Data)模式中每个节点可能运行不同 的程序。PE 除了支持MH 外，还支持LAPI(Low—level Application Programming) ，与 MPI 不同的是，它基于“Active Message Style”机制。 2 不同并行环境的效率比较分析 2.1 LAM ／MPI 并行环境 10 个计算节点，所有节点为双核 CPU ，网络为千兆以太网，操作系统是ROCK4.3 ， 内核是2.6 9-42.0 0 Elsmp.lam-7.1.1 ，编译器用的是默认的C 编译器。 2.2 MPICH2 并行环境 56 个计算节点，所有节点为双核CPU ，网络为Cisco 3750G 千兆以太网，操作系统 RedhatAS3 ，内核2.4. 2l-32.EL ，MPICH2-l.0.6 ，编译器是Intel Fortron。 2.3 IBMPE 并行环境 IBMP575 小型机，8 个 power CPU ，16G 内存，操作系统 AIX 5.3 ，IBM Parallel Environment for AIX 5L ，编译器是IBM Fortron。 2.4 并行效率分析 并行程序的加速比和并行效率反映了并行程序的整体执行性能，它是衡量一个并行程序 性能的最基本的评价方法。在处理器资源独享的前提下，其中加速比S(n 个处理器)=时间(1 个处理器) ／时间(n 个处理器) ，最理想情况下这个参数S 等于处理器个数，但实际上很少能 达到这个数值；并行效率P(n 个处理器)=加速比／n。由上述定义我们根据计算的时间表(表 2 / 11 1) ，计算出了在不同并行环境下GROMACS 的并行效率，如下表2。 表1(单位：小时np ：进程数) 1np 时间 2np 时间 4np 时间 8np 时间 LAM/MPI 195 106 94 80 MPICH2 144 78 71 56 IBM PE 295 151 79 45 表2 2np S 2np P 4np S