7.1 MPIによる2次元並列化 のバックアップ(No.4)
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神戸大学 大学院システム情報学研究科 計算科学専攻 陰山 聡
【目次】
2次元並列化 †
- 引き続き、正方形領域の熱伝導問題（平衡温度分布）を解く例題を扱う。
- これまでMPIで並列化を行うにあたり、正方形領域のy方向（j方向）に複数の領域に分割し、 それぞれの領域に一つずつMPIプロセスを割り当てて並列化していた。 このような並列化を1次元領域分割による並列化という。 下の図は正方形領域を16個の領域に分割した例である。
- 同様に二次元領域分割による並列化も考えられる。 正方形を16個の領域に2次元的に分割すると下の図のようになる。
- 上の二つの図はどちらも16個のMPIプロセスで並列化しているので、 計算速度の点で見ればどちらも同じと思うかもしれない。
- だがそれは違う。 プロセス間の通信にかかる時間がゼロであれば、そのとおりだが、実際にはプロセス間の通信（MPI_SENDやMPI_RECV等）には有限の―それどころかかなり長い―時間がかかる。
- では、プロセス間通信に長い時間がかかるという前提の下で、 1次元領域分割と、2次元領域分割ではどちらが計算が速いであろうか？
- 下の図は正方形領域を400個の格子点で離散化した場合を示す。
- これを4つのMPIプロセスで並列化することを考える。 1次元領域分割の場合、下の図のようになる。
- 2次元領域分割の場合、同じく4つのMPIプロセスで並列化すると、下の図のようになる。
授業アンケート †
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