Message Passing Interface （メッセージ パッシング インターフェース、MPI ）とは、並列 へいれつ 利用 りよう 標準 ひょうじゅん 化 か 規格 きかく 実装 じっそう 自体 じたい 指 さ
複数 ふくすう 情報 じょうほう 列 れつ 送受信 そうじゅしん 協調 きょうちょう 動作 どうさ 行 おこな 自由 じゆう 使用 しよう 実装 じっそう MPICH が有名 ゆうめい 他 ほか 商用 しょうよう 独自 どくじ 実装 じっそう 存在 そんざい
ライブラリレベルでの並列 へいれつ 化 か 言語 げんご 問 と 利用 りよう 細密 さいみつ 行 おこな 一方 いっぽう 利用 りよう 明示 めいじ 的 てき 手続 てつづ 記述 きじゅつ 必要 ひつよう 対処 たいしょ 側 がわ 大 おお 責任 せきにん
業界 ぎょうかい 団体 だんたい 研究 けんきゅう 者 しゃ 規格 きかく 明確 めいかく 定義 ていぎ 環境 かんきょう 作成 さくせい 他 た 環境 かんきょう 動作 どうさ 期待 きたい
MPIへの取 と 組 く 年 ねん 夏 なつ 山荘 さんそう 小規模 しょうきぼ 研究 けんきゅう 者 しゃ 始 はじ 議論 ぎろん 翌 よく 年 ねん 月 がつ 日 にち 州 しゅう 分散 ぶんさん 環境 かんきょう 規格 きかく 標準 ひょうじゅん 化 か 引 ひ 継 つ 標準 ひょうじゅん 的 てき 必須 ひっす 基本 きほん 的 てき 機能 きのう 議論 ぎろん 標準 ひょうじゅん 化 か 向 む 設立 せつりつ ジャック・ドンガラ 、Rolf Hempel、Tony Hey、David W. Walkerは1992年 ねん 提案 ていあん 年 ねん 会議 かいぎ 行 おこな 標準 ひょうじゅん 化 か 公式 こうしき 仕組 しく 乗 の 決 き 年 ねん 最初 さいしょ ヶ月 かげつ 間 あいだ 週 しゅう 行 おこな 標準 ひょうじゅん 規格 きかく 年 ねん スーパーコンピューティング・カンファレンス で発表 はっぴょう 期間 きかん 経 へ 内容 ないよう 反映 はんえい 年 ねん 月 がつ 議論 ぎろん 参加 さんか 権利 けんり 関係 かんけい 者 しゃ 人 ひと 全員 ぜんいん 開 ひら
この頃 ころ 対 たい 欧米 おうべい 組織 そしき 中心 ちゅうしん 組織 そしき 約 やく 人 にん 人々 ひとびと 関与 かんよ 大手 おおて 並列 へいれつ 計算 けいさん 多 おお 参加 さんか 大学 だいがく 政府 せいふ 研究 けんきゅう 機関 きかん 他 た 企業 きぎょう 研究 けんきゅう 者 しゃ 参加 さんか
MPIの標準 ひょうじゅん 構文 こうぶん 意味 いみ 論 ろん 定義 ていぎ 移植 いしょく 可能 かのう 行 おこな 幅広 はばひろ 分野 ぶんや 作 つく
MPIは基本 きほん 的 てき 群 ぐん 仕様 しよう 明確 めいかく 定義 ていぎ 並列 へいれつ 計算 けいさん 機 き 対 たい 公開 こうかい 彼 かれ 基 もと 効率 こうりつ 的 てき 実装 じっそう 進 すす 結果 けっか 各 かく 自社 じしゃ 製品 せいひん 低 てい 標準 ひょうじゅん 準拠 じゅんきょ 群 ぐん 実装 じっそう 搭載 とうさい 上 うえ 高次 こうじ 分散 ぶんさん 通信 つうしん 環境 かんきょう 乗 の 単純 たんじゅん 基本 きほん 的 てき 移植 いしょく 可能 かのう 書 か 可能 かのう 一方 いっぽう 先進 せんしん 的 てき 計算 けいさん 機 き 上 うえ 行 おこな 可能 かのう
メッセージパッシングの本当 ほんとう 意味 いみ 標準 ひょうじゅん 目指 めざ 考 かんが 方 かた 従 したが 製品 せいひん 機能 きのう 標準 ひょうじゅん 採用 さいよう 方 かた 最 もっと 有用 ゆうよう 機能 きのう 取 と 込 こ 方 かた 取 と 各 かく 機能 きのう 由来 ゆらい 由来 ゆらい 由来 ゆらい 由来 ゆらい 由来 ゆらい 由来 ゆらい 由来 ゆらい 手法 しゅほう 人気 にんき 広 ひろ 移植 いしょく 性 せい 分散 ぶんさん 共有 きょうゆう 処理 しょり 接続 せつぞく 複 ふく 合 あい 的 てき 環境 かんきょう 対 たい 適用 てきよう 可能 かのう 手法 しゅほう 様々 さまざま 構成 こうせい 速度 そくど 依存 いぞん 適用 てきよう
MPIは、ARPA とアメリカ国立 こくりつ 科学 かがく 財団 ざいだん のグラントASC-9310330、NSF Science and Technology Center Cooperative agreement number CCR-8809615、ヨーロッパではEsprit Project P6643から活動 かつどう 資金 しきん 供給 きょうきゅう テネシー大学 だいがく はMPIフォーラムを資金 しきん 的 てき 支 ささ
MPIはプログラミング言語 げんご 独立 どくりつ 通信 つうしん 並列 へいれつ 計算 けいさん 機上 きじょう 動 うご 使用 しよう 通信 つうしん 通信 つうしん 両方 りょうほう 定義 ていぎ 全 すべ 実装 じっそう 機能 きのう 振 ふ 舞 ま 仕様 しよう 定 さだ 移植 いしょく 性 せい 現在 げんざい 用 もち 手法 しゅほう
MPIは有名 ゆうめい 標準 ひょうじゅん 承認 しょうにん 得 え 規格 きかく 分散 ぶんさん 上 じょう 動作 どうさ 並列 へいれつ 計算 けいさん 間 あいだ 通信 つうしん 実際 じっさい 構成 こうせい 分散 ぶんさん 型 がた 用 よう 採用 さいよう 共有 きょうゆう 一切 いっさい 必要 ひつよう 限定 げんてい 的 てき 分散 ぶんさん 共有 きょうゆう 概念 がいねん 導入 どうにゅう 共有 きょうゆう 型 がた 計算 けいさん 機 き 使用 しよう 共有 きょうゆう 型 がた 対 たい 型 がた 設計 せっけい 方 ほう NUMA アーキテクチャーのシステムではメモリアクセスの局所 きょくしょ 性 せい 参照 さんしょう 局所 きょくしょ 性 せい 点 てん 適 てき
MPIはOSI参照 さんしょう の役割 やくわり 役割 やくわり 層 そう 層 そう 以上 いじょう 対応 たいおう 考 かんが 実際 じっさい 実装 じっそう 層 そう 使用 しよう 広 ひろ 範囲 はんい 層 そう
多 おお 実装 じっそう 直接 ちょくせつ 呼 よ 中心 ちゅうしん 構成 こうせい 他 ほか 言語 げんご 作 つく 介 かい 利用 りよう 制定 せいてい 以前 いぜん 優 すぐ 移植 いしょく 性 せい 全 すべ 分散 ぶんさん 環境 かんきょう 実装 じっそう 環境 かんきょう 間 あいだ 移植 いしょく 可能 かのう 各 かく 対 たい 実装 じっそう 最適 さいてき 化 か 高速 こうそく 動作 どうさ
MPIは言語 げんご 独立 どくりつ 仕様 しよう 採用 さいよう 言語 げんご 呼 よ 出 だ 最初 さいしょ 標準 ひょうじゅん 仕様 しよう 仕様 しよう 年 ねん 公開 こうかい 後 ご 承認 しょうにん 年 ねん 関数 かんすう 構成 こうせい 最後 さいご
MPIは現在 げんざい 通称 つうしょう 静的 せいてき 環境 かんきょう 下 か 使用 しよう 通称 つうしょう 並列 へいれつ 動的 どうてき 管理 かんり 遠隔 えんかく 操作 そうさ 等 とう 新 しん 機能 きのう 含 ふく 通称 つうしょう 通信 つうしん 拡張 かくちょう 片方向 かたほうこう 通信 つうしん 拡張 かくちょう 含 ふく
初期 しょき 実装 じっそう アルゴンヌ国立 こくりつ 研究所 けんきゅうじょ （ANL）とミシシッピ州立 しゅうりつ 大学 だいがく （英語 えいご 版 ばん 中心 ちゅうしん 初期 しょき 実装 じっそう 提供 ていきょう 年代 ねんだい 初期 しょき 商用 しょうよう 実装 じっそう 自社 じしゃ 実装 じっそう 提供 ていきょう 初期 しょき 公開 こうかい 実装 じっそう 一 ひと 年 ねん 以上 いじょう 開発 かいはつ 継続 けいぞく 後 ご 発展 はってん 実装 じっそう 提供 ていきょう 至 いた Open MPI に統合 とうごう
Open MPI
いくつかのMPI実装 じっそう 技術 ぎじゅつ 統合 とうごう 主 おも 以下 いか 知 し 技術 ぎじゅつ 中心 ちゅうしん FT-MPI from the テネシー大学 だいがく
LA-MPI from ロスアラモス国立 こくりつ 研究所 けんきゅうじょ
LAM/MPI from インディアナ大学 だいがく 校 こう 通常 つうじょう 実装 じっそう 以下 いか 提供 ていきょう
C : mpiccC++ : mpic++, mpicxxFortran : mpif77, mpif90, mpifortmpicc -show (MPICH や Intel MPI) または mpicc -showme (Open MPI ) を実行 じっこう 実際 じっさい 実行 じっこう 確認 かくにん
プログラムの実行 じっこう mpiexec または mpirun を用 もち 間 あいだ 通信 つうしん rsh や ssh 、あるいはジョブ管理 かんり との連携 れんけい 行 おこな
以下 いか 言語 げんご 対応 たいおう 版 ばん 書 か 例 れい 各 かく 送信 そうしん 受信 じゅしん 少 すこ 改変 かいへん 結果 けっか 返 かえ 画面 がめん 表示 ひょうじ
/* "Hello World" MPI テストプログラム */
#include <mpi.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define BUFSIZE 128
int main ( int argc , char * argv []) {
/* MPI 環境 かんきょう 初期 しょき 化 か 以降 いこう 全 ぜん 使 つか
MPI_Init ( & argc , & argv );
/* 全 ぜん 数 すう 取得 しゅとく
int numprocs ;
MPI_Comm_size ( MPI_COMM_WORLD , & numprocs );
/* プロセスのランク（番号 ばんごう 取得 しゅとく
int myid ;
MPI_Comm_rank ( MPI_COMM_WORLD , & myid );
MPI_Status stat ;
const int TAG = 0 ;
char idstr [ 32 ];
char buff [ BUFSIZE ];
/* この時点 じてん 全 ぜん 同等 どうとう 走 はし 中 なか 区別 くべつ 場合 ばあい
ランクで見分 みわ 特別 とくべつ 処理 しょり
*/
if ( myid == 0 ) {
printf ( "%d: We have %d processes \n " , myid , numprocs );
for ( int i = 1 ; i < numprocs ; i ++ ) {
sprintf ( buff , "Hello %d! " , i );
MPI_Send ( buff , BUFSIZE , MPI_CHAR , i , TAG , MPI_COMM_WORLD );
}
for ( int i = 1 ; i < numprocs ; i ++ ) {
MPI_Recv ( buff , BUFSIZE , MPI_CHAR , i , TAG , MPI_COMM_WORLD , & stat );
printf ( "%d: %s \n " , myid , buff );
}
} else {
/* rank 0から受信 じゅしん
MPI_Recv ( buff , BUFSIZE , MPI_CHAR , 0 , TAG , MPI_COMM_WORLD , & stat );
sprintf ( idstr , "Process %d " , myid );
strncat ( buff , idstr , BUFSIZE - 1 );
strncat ( buff , "reporting for duty" , BUFSIZE - 1 );
/* rank 0に送信 そうしん
MPI_Send ( buff , BUFSIZE , MPI_CHAR , 0 , TAG , MPI_COMM_WORLD );
}
/* MPI FinalizeでMPIのプログラムは終了 しゅうりょう 弱 よわ 同期 どうき
MPI_Finalize ();
return 0 ;
}
4 MPI プロセスでプログラムを実行 じっこう mpiexec -n 4 ./a.out）と以下 いか 結果 けっか 得 え
0: We have 4 processes
0: Hello 1! Process 1 reporting for duty
0: Hello 2! Process 2 reporting for duty
0: Hello 3! Process 3 reporting for duty
Open MPI
Marc Snir, Steve W. Otto, Steven Huss-Lederman, David Walker and Jack J. Dongarra: MPI - The Complete Reference: Volume 1, The MPI Core ,2nd Ed., The MIT Press, ISBN 978-0-262692151 (1998年 ねん 月 がつ
William Gropp, Steven Huss-Lederman, Andrew Lumsdaine, Ewing Lusk, Bill Nitzberg, William Saphir, and Marc Snir: MPI - The Complete Reference, Volume 2, The MPI-2 Extensions , The MIT Press, ISBN 978-0-262571234 (1998年 ねん 月 がつ
William Gropp, Ewing Lusk, and Anthony Skjellum: Using MPI, Portable Parallel Programming with the Message-Passing Interface , 3rd Ed., The MIT Press, ISBN 978-0-262527392 (2014年 ねん 日 にち
P.Pacheco:「MPI並列 へいれつ 培風館 ばいふうかん ISBN 978-4-563015442 (2001).
M. J. Quinn: Parallel Programming in C with MPI and OpenMP , McGraw-Hill (2003).
片桐 かたぎり 孝洋 たかひろ 入門 にゅうもん 並列 へいれつ 処理 しょり 学習 がくしゅう 東京 とうきょう 大学 だいがく 出版 しゅっぱん 会 かい ISBN 978-4-130624534 (2013年 ねん 月 がつ 日 にち 
