机群openmp系统的设计与实现

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1、第Z7卷!第7期计!!算!!机!!学!!报Vol.Z7No.7Z004年7月C~INESEJOURNALOFCOMPUTERSJulyZ004!机群0penMP系统的设计与实现吴少刚1)Z)Z)Z)1)Z)!章隆兵!蔡!飞!顾丽红!唐志敏1)C石油大学C华东)计算机与通信工程学院!东营Z57061)Z)C中国科学院计算技术研究所!北京100080)摘!要!OpenMP以其易用性和支持增量并行的特点成为共享存储体系结构的编程标准.目前机群系统已成为高性能计算的主流平台研究机群OpenMP系统对推进并行应用的开发和普及非常有意义.该文作者以软件DSM系统JIAJIA作为OpenMP的运行时

2、系统结合一个前端编译器OMPZJIA在机群系统上实现了OpenMP/JIAJIA计算环境同时在提高性能方面根据机群系统特点扩展了OpenMP制导优化了后端运行时库.通过11个OpenMP应用作者比较了该计算环境和一个支持OpenMP的硬件cc-NUMA系统CSGIZ100)的性能.结果表明作者的机群OpenMP系统的7机平均加速比为4.6Z;SGIZ100系统为4.55二者性能相当.关键词!OpenMP;cc-NUMA;软件DSM系统;机群计算;JIAJIA中图法分类号TP30ZDesignandImplementationof0penMPonClusterSystems1)Z)Z)Z

3、)1)Z)WUShao-Gang!Z~ANGLong-bing!CAIFei!GULi-~ong!TANGZhi-Min1)CCollegeofComPuterandCommunicationengineeringUniuersityofPetroleumCeastChina)DongyingZ57061)Z)CInstituteofComPutingTechnologyChineseacademyofSciencesBeijing100080)Abstract!TheOpenMPApplicationProgrammingInterfaceCAPI)isanemergingstand

4、ardforparallelprogrammingonsharedmemorymultiprocessorsbecauseofitseaseofuseandincremen-talapproachtotheparallelizationofseCuentialprograms.AtpresentclustersofworkstationsorPCshavebeenbecomingthemainstreamplatformforhighperformancecomputing.Itisincreas-inglyattractivetodevelopOpenMPparallelapplic

5、ationsonclustersystems.ThispaperpresentsthedesignandimplementationofOpenMPcomputingenvironmentonclusterswhichisbasedonthecombinationofsoftwareDSMandcompilertechnologies.Inordertoimprovethesystemper-formanceandenlargetheapplicationrangemanymethodsareintroducedtoadapttoclustersar-chitecturesuchasO

6、penMPdirectiveextensionruntimelibraryoptimizationloopschedulingal-gorithmsetc.FurthermoreelevenOpenMPprogramsfromsomestandardbenchmarkshavebeenmeasuredonahardwarecc-NUMAmachineCSGIZ100)andtheOpenMP/JIAJIAsystemonauthorscommodityclusterofPCs.TheexperimentalresultsshowthatthemeanspeedupoftheOpenMP

7、/JIAJIAsystemonsevenprocessorsis4.6ZandthatoftheSGIZ100machineis4.55.Keywords!OpenMP;cc-NUMA;softwareDSM;clustercomputing;JIAJIA收稿日期:Z003-09-08;修改稿收到日期:Z004-05-1Z.本课题得到国家自然科学基金C60303016)~国家九七三重点基础研究发展规划项目基金大规模科学计算研究CG199903Z