Гибридное программирование MPI+T++ для T-системы с открытой архитектурой

В настоящее время существует большое количество высокопроизводительных вычислительных систем, состоящих из узлов с многоядерными процессорами и ускорителями от разных производителей оборудования. Удобной моделью программирования в таких системах является модель MPI+X. Гибридные программы MPI+X часто имеют более высокую производительность по сравнению с программами на «чистом» MPI. Научные результаты, полученные при разработке таких программ, используются для создания новых версий стандарта MPI (Message Passing Interface). Гибридный метод параллельного программирования состоит в использовании модели общей памяти внутри узла и модели передачи сообщений MPI для обмена данными между узлами. Примеры гибридных моделей: MPI+OpenMP, MPI+Posix Threads, MPI+CUDA, MPI+T++ и другие. Программирование в смешанном режиме даёт разработчику возможность добиться более высокой производительности и масштабируемости приложения. В некоторых случаях смешанный код может выполняться медленнее, чем код, написанный на «чистом» MPI. В статье описываются некоторые аспекты, связанные с гибридной моделью программирования MPI+T++ в среде OpenTS. Т-система (OpenTS) – система для параллельного программирования, поддерживающая динамически загружаемые библиотеки для коммуникационного уровня. В системе OpenTS реализован язык для параллельных вычислений Т++, который является расширением языка программирования C++. Синтаксис языка Т++ отличается от синтаксиса языка С++ добавлением в него нескольких ключевых слов. В статье приведены результаты испытаний производительности приложений MPI+T++ из пакета Mantevo (CoMD, HPCCG, MiniAero, phdMesh) и примеров из пакета LAMMPS, реализованных в среде OpenTS. В пакет Mantevo входят несколько параллельных приложений, в которых реализованы алгоритмы для решения некоторых дифференциальных уравнений с частными производными. Дается оценка эффективности такой реализации в сравнении с оригинальными MP-версиями приложений. В статье приведен простой пример гибридного MPI+T++ приложения на языке T++.