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RaspberryPi
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@ryuichi1208

【第一回】Raspberry piで並列処理を行う

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目的

Raspberry piを使用して並列計算を行う
MPIについての学習兼並列処理についても学習

用意するもの

Raspberry Pi * 2台以上

以下
pi-cluster01　：　master
pi-cluster02　：　node
pi-cluster03　：　node

と、して、同一ネットワーク上かつssh通信が出来ること。

MPIとは

MPI(Message Passing Interface)
１つの目的を複数のコンピュータで分散・並列処理する際に、この実行基盤の１つが MPI （Message Passing Interface）と呼ばれる仕様・規格。
MPICH, Open MPI など複数の実装系が存在しています。

有名所でいうと「32 ノード構成・ド派手な The RPiCluster」
動画もあります。

http://netbuffalo.doorblog.jp/archives/4783572.html

上記の実行には「python-mpi4py」を使用しています。

お試しで1ノードで並列Hello World

まずは1ノードで環境を作成していきます。
必要なパッケージを各ノードへインストールします

# apt-get install python-mpi4py

次に並列処理に対応したプログラムを作成します。

hello_world.py
#!/usr/bin/env python
"""
Parallel Hello World
"""

from mpi4py import MPI
import sys

size = MPI.COMM_WORLD.Get_size()
rank = MPI.COMM_WORLD.Get_rank()
name = MPI.Get_processor_name()

print "Hello, World! I am process %d of %d on %s." % (rank, size, name)

上記の実行結果はこちら

# mpirun -np 4 hello.py 
Hello, World! I am process 0 of 4 on rasko01.
Hello, World! I am process 1 of 4 on rasko01.
Hello, World! I am process 2 of 4 on rasko01.
Hello, World! I am process 3 of 4 on rasko01.
簡単にプログラムの解説
  • MPI_COMM_WORLDは、コミュニケータとよばれる概念を保存する変数
  • コミュニケータは、操作を行う対象のプロセッサ群を定める
  • 初期状態では、０番～numprocs –１番までのプロセッサが、１つのコミュニケータに割り当てられる この名前が、“MPI_COMM_WORLD”
  • RANKとは各「MPIプロセス」の「識別番号」のこと。
補足

ちょっとMPIを勉強してる人なら疑問に思うと思いますが、
MPI_Init()と、MPI_Finalize()がありません。
これらの関数はmpi4pyモジュールの初回import時と、プロセス終了時に、それぞれ自動的に呼ばれているとのことです。

今回はここまで
第二回からは実際に複数ノードを使用してプログラムを実行します。

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