用pcduino实现超级计算机—-并行计算机

Pillar_zuo

之前看到国外某个学校的老师，为了让学生学习并行计算编程，苦于没有经费购买超级计算机，就去用64个树莓派做了一个并行计算机。样子还是挺好看的，总所周知树莓派是ARM11在架构和指令集上都决定了这个做超级计算机是不成熟的方案。

pcduino是cortex A8架构，用的是armv7指令集，主频是1GHz，用它来做并行计算机性价比是最高的。本人这里将实现过程列出如下：

1，安装gfortran 编译器

sudo apt-get install gfortran

2，下载安装mpi源码

mkdir /home/ubuntu/mpich2

cd ~/ mpich2

到http://www.mpich.org/downloads上去下载源码

wget http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpich2/downloads/tarballs/1.4.1p1/mpich2-1.4.1p1.tar.gz

3，解压源码构建mpi安装目录

tar xvf mpich2-1.4.1p1.tar.gz

sudo mkdir /home/rpimpi/
sudo mkdir /home/rpimpi/mpich2-install

mkdir /home/ubuntu/mpich_build

cd /home/ubuntu/mpich_build

sudo /home/ubuntu/mpich2/mpich2-1.4.1p1/configure  -prefix=/home/rpimpi/mpich2-install

这个要配置很长时间，大概20分钟，去pcduino的论坛看看吧，据说有个创意大赛。

4，编译安装mpi

sudo make && make install

这个差不多也要20分钟。

5，到第4步mpi的可执行程序已经生成了，需要设置一下环境变量

vim ~/.profile  在后面添加

PATH=”$PATH:/home/rpimpi/mpich2-install/bin”

source   ~/.profile

可以用

$ which mpicc
$ which mpiexec

两个命令环境变量是不是设置正确。

6,新建一个目录来测试mpi

mkdir mpi_testing

cd mpi_testing

vim mach

在mach文件里面加上自己的IP

然后执行mpiexec -f mach –n 1 hostname

这时候会输出ubuntu

这里 -n 1 表示用1个线程去运行

下面用两个线程来运行mpi源码里面的example

mpiexec -f machi -n 2 ~/mpich_build/examples/cpi

这时候会输出

Process 0 of 2 is on pcduino2
Process 1 of 2 is on pcduino2
pi is approximately 3.1415926544231318, Error is 0.0000000008333387
wall clock time = 0.019410

说明在单个板子的上并行计算已经构建完成，下面会说明怎么用N个pcduino上面实现并行计算

很多的第一反应的是，这不是要在N多板子上都这样装一遍吗，这多麻烦啊，pcduino 531的系统可以很好的解决这个问题。具体的解决办法参见http://www.linksprite.com/cnblog/?p=1147

安装以上办法把现在装好的mpi的pcduino在两个板子复制一下，这样会得到三个都装了mpi的板子。

6，测试两个pcduino组成的并行计算机

在mach里面添加另外一个板子的ip

192.168.2.125

192.168.2.128

由于pcduino在出厂的时候机器名都是一样的，这个需要修改/etc/hostname

分别在里面添加自己的pcduino的名字，这里都用pcduino1，pcduino2…..来命令，一下是测试效果

ubuntu@pcduino2:~/mpi_testing$ mpiexec -f mach -n 2 ~/mpich_build/examples/cpi
Process 1 of 2 is on pcduino2
Process 0 of 2 is on pcduino1
pi is approximately 3.1415926544231318, Error is 0.0000000008333387
wall clock time = 0.003652

从时间上看两个pcduino相对于一个快多了。

7，熟悉mpi的人知道，mpi需要专门的编程方法，这里给出hello world，用三个pcduino测试。

当在测试两个pcduino的时候会遇到一个问题，在运行的时候会提示需要输入ssh的密码，如果每次都需要这样做，并行计算会因为这样的操作变的很慢的，这里给出解决办法，登陆ssh不需要密码，让两个pcduino之间产生信任关系。

首先在本地生产ssh的key
[user1@rh user1]$ ssh-keygen -t rsa

Generating public/private rsa key pair.

Enter file in which to save the key (/home/user1/.ssh/id_rsa):

Created directory ‘/home/user1/.ssh’.

Enter passphrase (empty for no passphrase):

Enter same passphrase again:

Your identification has been saved in /home/user1/.ssh/id_rsa.

Your public key has been saved in /home/user1/.ssh/id_rsa.pub.

The key fingerprint is:

e0:f0:3b:d3:0a:3d:da:42:01:6a:61:2f:6c:a0:c6:e7 [email protected]

然后将这个key分别装入到其他两个pcduino上面，命令如下

[user1@rh user1]$
cat ~/.ssh/id_rsa.pub | ssh [email protected] “mkdir .ssh;cat >> .ssh/authorized_keys”

cat ~/.ssh/id_rsa.pub | ssh [email protected] “mkdir .ssh;cat >> .ssh/authorized_keys”

这样在再次执行mpi就不需要输入密码了。

helloworld.c

#include “mpi.h”
#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main (int argc, char **argv)
{
int myid, numprocs;
int namelen;
char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];

MPI_Init (&argc, &argv);
MPI_Comm_rank (MPI_COMM_WORLD, &myid);
MPI_Comm_size (MPI_COMM_WORLD, &numprocs);
MPI_Get_processor_name (processor_name, &namelen);
fprintf (stderr,
“Hello World! Process %d of %d on %s\n”,
myid, numprocs, processor_name);
MPI_Finalize ();
return 0;
}

可以看出编程方法跟一般的C语言编程方法有很大区别。

用mpicc -o helloworld    helloworld.c编译一下

运行结果如下：

linuxsir

不错，沙发怎能闲置

tbmaomao8

马克！以后来玩一下