多核编程。 Boost 的 MPI、OpenMP、TBB 还是其他？

发布于 2024-09-02 23:54:45 字数 217 浏览 9 评论 0原文

我在多核编程方面完全是个新手，但我确实知道如何编写C++。

现在，我正在寻找多核编程库。我只是想尝试一下，只是为了好玩，现在，我找到了 3 个 API，但我不确定应该坚持使用哪一个。现在，我看到Boost的MPI、OpenMP和TBB。

对于任何使用过这 3 个 API（或任何其他 API）的人，您能告诉我它们之间的区别吗？是否有任何需要考虑的因素，例如 AMD 或 Intel 架构？

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萌梦深 2024-09-09 23:54:45

作为起点，我建议使用 OpenMP。有了这个，您可以非常简单地执行三种基本类型的并行性：循环、部分和任务。

并行循环

允许您将循环迭代拆分到多个线程上。例如：

#pragma omp parallel for
for (int i=0; i<N; i++) {...}

如果您使用两个线程，那么第一个线程将执行迭代的前半部分。第二个线程将执行后半部分。

这些部分

允许您静态地将工作划分到多个线程上。当有明显的工作可以并行执行时，这非常有用。然而，这不是一个非常灵活的方法。

#pragma omp parallel sections
{
  #pragma omp section
  {...}
  #pragma omp section
  {...}
}

任务

任务是最灵活的方法。它们是动态创建的，并且它们的执行是异步执行的，或者由创建它们的线程，或者由另一个线程执行。

#pragma omp task
{...}

优点

OpenMP 有几个优点。

基于指令：编译器执行创建和同步线程的工作。
增量并行性：您可以仅关注需要并行化的代码区域。
串行和并行代码的一个源代码库：仅当您使用标志 (-fopenmp for gcc ）。因此，您可以使用相同的源库来生成串行和并行代码。这意味着您可以关闭该标志以查看是否从代码的串行版本中获得相同的结果。这样您就可以将并行性错误与算法中的错误隔离开来。

您可以在 http://www.openmp.org/ 找到完整的 OpenMP 规范

As a starting point I'd suggest OpenMP. With this you can very simply do three basic types of parallelism: loops, sections, and tasks.

Parallel loops

These allow you to split loop iterations over multiple threads. For instance:

#pragma omp parallel for
for (int i=0; i<N; i++) {...}

If you were using two threads, then the first thread would perform the first half of the iteration. The second thread would perform the second half.

Sections

These allow you to statically partition the work over multiple threads. This is useful when there is obvious work that can be performed in parallel. However, it's not a very flexible approach.

#pragma omp parallel sections
{
  #pragma omp section
  {...}
  #pragma omp section
  {...}
}

Tasks

Tasks are the most flexible approach. These are created dynamically and their execution is performed asynchronously, either by the thread that created them, or by another thread.

#pragma omp task
{...}

Advantages

OpenMP has several things going for it.

Directive-based: the compiler does the work of creating and synchronizing the threads.
Incremental parallelism: you can focus on just the region of code that you need to parallelise.
One source base for serial and parallel code: The OpenMP directives are only recognized by the compiler when you run it with a flag (-fopenmp for gcc). So you can use the same source base to generate both serial and parallel code. This means you can turn off the flag to see if you get the same result from the serial version of the code or not. That way you can isolate parallelism errors from errors in the algorithm.

You can find the entire OpenMP spec at http://www.openmp.org/

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怪我鬧 2024-09-09 23:54:45

在底层，OpenMP 是多线程编程，但抽象级别高于 TBB 及其同类。对于多核计算机上的并行编程，两者之间的选择与同一领域内任何高级和低级软件之间的选择大致相同：在表达性和可控性之间存在权衡。

我认为Intel vs AMD 是无关紧要的。

你的选择应该取决于你想要实现的目标；例如，如果你想学习TBB，那么TBB绝对是你的最佳选择。但如果您想通过简单的步骤并行化现有的 C++ 程序，那么 OpenMP 可能是更好的首选； TBB 稍后仍然存在，供您解决。我一开始可能会避开 MPI，除非我确信我会从共享内存编程（这主要是在多核上执行的操作）转移到分布式内存编程（在集群或网络上）。一如既往，您选择的技术应该取决于您的要求。

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