10月27日の課題。 sekiyu/ウェブリブログ

10月27日の課題。

<< 作成日時： 2005/10/31 19:24 >>

<グループ見解>
○MPI（Message-Passing Interface）の特徴とは　
分散メモリ環境における並列処理のためのメッセージ通信インターフェイス。これにより、簡単に複数のマシンでメッセージをやりとりできるようになる。メッセージ通信のプログラムを記述するために広く使われる標準を目指して作られたメッセージ通信のAPI仕様である。また、MPIには１対１通信の他にコミュニケータ内の全てのプロセスが参加するグループ通信が用意されている。
MPIはその名の通りメッセージパッシング方式に基づいた仕様であり、MPIの仕様に準じた実装ライブラリは、複数存在する。その中の幾つかはフリーで配布されており、UNIX系を中心としてWindows、Macとほぼ全てのOS,アーキテクチャに対応している。
MPIは簡単にマシン間でメッセージを授受できるライブラリインタフェースになっており、これによりプログラマは並列計算アルゴリズムの実装に専念することができる。MPI は様々な通信方式を強力かつ柔軟に支援している反面，そのAPI の複雑さゆえに大きなソフトウェアオーバーヘッドがかかり， MPI の適用範囲を定型的な粗粒度計算に限定する結果となってしまっている。

○PVM（Parallel Virtual Machine）の特徴とは
MPIはインターフェイスの規定であるのに対して、PVMは実装パッケージそのものである。TCP/IPネットワークで接続された何台ものコンピュータを仮想的に1台のマシンととらえて、並列プログラムを走らせることのできる「メッセージ．パッシングの環境」と「ライブラリ」を提供する。ftpや電子メイルで比較的容易に入手でき、動作するマシンの種類が多いことから、広く利用されるようになってきている。また、PVMとは仮想並列計算機を意味している。ネットワークに接続された異機種UNIXコンピュータ群を、単一の並列コンピュータとして利用することを可能にするソフトウェアシステムであるため、多数のコンピュータの持つ計算パワーを、一つの大規模計算問題に結集して処理を行うことが出来る。元々は，ワークステーション・クラスタのためのTCP/IPベースの通信ライブラリであったが、現在では多くの並列計算機にも移植されている。
しかしその反面で、PVMは各並列計算機ベンダが独自にチューニングを施した独自のPVMを開発しており、移植性に乏しいという欠点もある。
なぜなら、PVMはMPIより早く作られていることもあり、MPIのほうが、機能的に使いやすく作られてしまっているからだ。また、WEB上における情報量もMPIより圧倒的に少ないのが現状である。

○MPIとPVMの違い　
MPIとPVMに関する議論は、これまでにも幾つか行われている。
そもそもMPIはメッセージ通信のインターフェイスの「標準」を目指して作られたも
のである。標準であるならばあらゆるOSやアーキテクチャに対応できる柔軟な構造の
ものでなくてはならない。そのためMPIはUNIX系を中心としているがほぼ全てのOSに
対応しているしアーキテクチャにも対応している。そのためにMPIはクラスタの容量
が著しく低い状態であっても自由に使用することができる。
PVMは、ワークステーションをクラスタにすることで再利用するという世界で育ってきたものである。そのために不均質ないくつものマシンやオペレーティング・システムを直接に管理する。そしてダイナミックに仮想マシンを形成することができる。PVMのプロセス管理の機能では、アプリケーションの中から動的にプロセスを生成したり，停止したりすることができる。
MPIはPVMの後に設計されたために，明らかにPVMにおける問題点を学んでいる。
つまりMPIの方がPVMに比べて、高レベルのバッファ操作が可能であり、高速にメッセージを受け渡すことができる。MPIにおいて、MPIフォーラムの存在がMPIへの信頼性の向上に大きく関与していることがわかる。また、PVMにおける最大の問題点である移植性の良さもMPIの最大の利点の一つとなっていることも分かる。
また，Webや書籍などでの情報もMPIの方が入手しやすく便利であるといえる．
複数の信頼性の高いライブラリの存在、MPIフォーラムの存在、MPIの移植性の良さ
から、MPIがかなり優勢な状況となっている。
つまりMPIは基準を目指して作られたため非常に使いやすいインターフェイスなので
広く普及しているのである。

○参考文献
・http://erpc1.naruto-u.ac.jp/~geant4/pvm/pvm.html
・http://www7.tok2.com/home/favor/pc/pc_debian.html
・http://ja.wikipedia.org/wiki/MPI
・http://mikilab.doshisha.ac.jp/dia/smpp/cluster2000/PDF/chapter02.pdf

○感想
２つの違いを理解するのに苦労しました。というよりも内容をきちんと理解できません.........
講義についていけてない感じがあるのでがんばりたいと思います。