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PC（並列化）の処理能力について
現在、linux環境下で並列計算機を用いて、電子状態計算等の並列処理を行っています。 処理速度、処理能力についてですが、 計算ホストを1台から2台に増やすと、倍の処理能力を持つようになりました。 しかし2から３、３から４台にしていくと、今度は比例的にではなく、 ある処理速度に収束するような結果となりました。 これは、何が原因と考えられるのでしょうか？ もしくは計算規模が小さいために、このような結果となるのでしょうか？ 例えば、計算する空間を増大すると比例的に処理能力が 向上するのでしょうか？ ご面倒かと思いますが、回答お願いします。
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- skunkworks
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PC間の接続速度がボトルネックになっている可能性が高いと思います。 ギガビットイーサネットやインフィニバンド等を用いて、PC間の接続速度が十分に高速化されているでしょうか。この点、確認されることをお勧めします。
- e3tatsu
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「アムダールの法則」は関係ないですかね？
- mkt23456
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10年程前にPVM + povray で遊んだ事があったのですが、100BASE LAN, Dual CPUなPC 4台で処理速度は 3倍ぐらいだったと記憶しています。 それ以上足しても速度向上にはなりませんでした。 まともな検証はしていないのですが、演算中に通信エラーが出るようになったので、LAN がボトムネックになったのではないかと考えています。 質問者さんのシステムの事は分かりませんが、PCを増やすことによってデーター転送量も増大しているのではないかと思うのですが如何でしょう。
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実験でプログラムを並列化してその時の処理速度を測定しました。 その際に並列化をしなかった場合も測定したのですが… １スレッドでの処理速度と並列化無しでの処理速度で並列化無しの方が早く処理は終わりました。 ２スレッド以降は並列化した方が早くなったのですが… これは何かきちんとした理由があるのでしょうか？ 少し自分で調べてみた結果オーバーヘッド？だかが関係しているようにも思えたのですが… 詳しい方回答よろしくお願いします！！
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並列処理についてですが、 SCOREという並列環境を構築するソフトで、４つのPC（CPU:Quad Core）を、並列化させ、 ある逐次プログラム（C言語、ラプラス方程式を差分法で解くプログラムですがプログラム内容はあまり関係ないので、あるプログラムとさせていただきます）を並列処理させたところ、 １つのPCで、4つのプロセッサを使用し、合計4ノードで並列処理を行った場合と、・・・（１） 4つのPCで各PC1台につき１つのプロセッサずつ、合計4ノードで並列処理を行った場合では、・・・（２） 同じ４ノードであるにかかわらず、 （２）がノード数に比例的に演算性能が良くなることに対して、 （１）の場合、ノード数が増えても関数log(x)（雰囲気です）をグラフにしたような形で、演算性能がうまく良くなりません このような質問を以前したところ、 ・スレッド切り替えのオーバーヘッドが影響しているのではないか ・実行環境が違うことと、ひとつのプロセスですべてのコアを占有する thread はコアを２個使えば２倍、３個使えば３倍それぞれ速くはならない。一方、PCを組み合わせて使う場合、それは完全に独立しており、データ並列のために分割されて計算量が縮小された分、PC組み合わせ数にほぼ比例して速くなる。 という回答をいただくことができました。 なんとなくで意味は分かるのですが、何卒PC初心者なもので、あまり理解することができません。 ここからが質問です。 ・「スレッド切り替え」とは一体どういったものなんでしょうか ・いただいた回答で、「ひとつのプロセスですべてのコアを占有するスレッド」とはどういうことでしょうか このことについて教えていただきたいです。スレッドとは、など部分部分での単語は調べてみましたが、 どういったように動いているのかが分かっていないせいか、上記質問のようなことが分かりません。 回答をせっかくいただいたのに自分の語彙力のせいで度重なる質問をさせていただくことを申し訳なく思いますが、みなさん回答の方よろしくおねがいします。
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ずっと以前からパソコンを並列化して計算の効率を図りたいと思っていましたが、実現しませんでした。 今日的にはグラフィックプロセッサで高速計算する時代のようですが、できれば勉強のために今一度挑戦したいと思っています。オーバーヘッドが問題で全然速くならないというのでも体験できるといいと思っています。 条件としては全く同じ仕様のPentium4のマシンが４台あり、スイッチングハブにつながれている状態です。 ＯＳはLinux(ubuntu)で、intel のfortran compiler, intelの並列環境のソフト（名前はど忘れ）だったり、CentOS+MPI(Mpich?) だったりなどいろいろとやってみてダメでした。何でダメだったのかは忘れてしまいましたが。NFSとかNISなどその他の環境設定も付帯的に絡んでいたように思います。おそらく並列環境のセットアップではなく、その他の環境のところで引っかかったように思います。 とにかくOSも再インストールしていいですから、最初から並列処理の勉強のためのマシン設定を実現したいと思います。これだけやればよいというセットがないでしょうか。貧弱な環境ですが、勉強したいだけなので、是非やり方をご教授願いたいのですが。Linuxのディストリビューションのセットでインストールしただけでとりあえず実現できるというようなものだと大変有難いです。あるいは適当な文献とか紹介サイトなどでも結構です。 以上、よろしくお願いします。
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