HPC上的mpi4py：通信gath

Question

我的目标是遍历大型2D数组（data）的每个元素，并对每个元素进行一些繁重的处理。因此，我想使用多个mpi，每个mpi占用阵列的一部分。我遇到的问题是，我不知道如何准确地编写代码，以便在最后收集所有数据。下面是一些示例代码：

import numpy as np
import math
from mpi4py import MPI

M = 400
N = 300
data = np.random.rand(M,N)
result_a = np.zeros((M,N))
result_b = np.zeros((M,N))

def process_function(data):
    a = data**2
    b = data**0.5
    return a,b

comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size()
minimum = 0
maximum = int(M*N)
perrank = maximum//size

for index in range(minimum + rank*perrank, minimum + (rank+1)*perrank):
    i = int(math.floor(index/N))
    j = int(index % N)

    a,b = process_function(data[i,j])
    result_a[i,j] = a
    result_b[i,j] = b

a_gath = comm.gather(result_a, root=0)
b_gath = comm.gather(result_b, root=0)

print(np.shape(a_gath))
print('---')
print(np.shape(b_gath))

不幸的是，对于我真正的问题，当我将a_gath和b_gath都保存到磁盘（作为pickle）时，当我重新加载它们时，它们只包含一次()（即类型None）。在comm.gather之前/之后还有什么我应该做的吗？你知道吗

以下是我的提交脚本：

#!/bin/bash -l

#$ -S /bin/bash
#$ -l h_rt=00:05:00
#$ -l mem=2G
#$ -l tmpfs=10G
#$ -pe mpi 5
#$ -N stack_test
#$ -notify
#$ -wd /home/user/Scratch/

module load gcc-libs
module load python3/recommended
module unload compilers mpi
module load compilers/gnu/4.9.2
module load mpi/openmpi/3.1.1/gnu-4.9.2
module load mpi4py
module list

python_infile=test.py

echo ""
echo "Running python < $python_infile ..."
echo ""
gerun python $python_infile

我提交这个脚本时只使用qsub js_test.sh

这个伪示例返回的.o文件显示，在本例中，4/5 mpi包含类型None信息：在本例中，如果我将a_gath和b_gath保存到磁盘，它会保存最后一个mpi吗？哪种类型是None？我希望在使用comm.gather之后，对于变量a_gath和b_gath，我会有一个大小为MxN的数组

()
---
()
()
---
()
()
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()
(5, 400, 300)
---
(5, 400, 300)
()
---
()

非常感谢。你知道吗

Answer 1

为了澄清您在注释中找到的答案：MPI_Gather是一个根操作：它的结果在所有等级中都不相同，并且在root参数中提供的等级上特别不同。你知道吗

在Gather的情况下，您发现秩0是以数据结尾的，这与您调用它的方式完全正确（使用root=0）。你知道吗

虽然原则上MPI支持不同列组运行不同代码的多程序、多数据执行，但实际上大多数MPI代码都是以单程序、多数据的方式编写的，就像您编写的那样。因为所有列组都运行相同的代码体，所以在从根操作（如MPI_Gather）返回后，您需要检查正在运行的列组是否是根，并相应地执行不同的代码路径。如果你不这样做，那么每个等级都将执行以下命令：

print(np.shape(a_gath))
print(' -') 
print(np.shape(b_gath))

正如您所注意到的，它不会打印您所期望的a_gath和b_gath的结果，除了秩0。你知道吗

请尝试以下操作：

a_gath = comm.gather(result_a, root=0)
b_gath = comm.gather(result_b, root=0)

if rank == 0:
    print(np.shape(a_gath))
    print(' -')
    print(np.shape(b_gath))