LS DYNA 共享式计算（SMP）和分布式计算（MPP）计算效率对比
本文分享 LS DYNA 求解器在 SMP 和 MPP 两种计算模式下的计算效率对比，LS DYNA 求解器有三种计算模式，分别为：
- SMP：共享式多核计算
- MPP：分布式多核计算
- Hybrid：SMP+MPP
Hybrid 是把 SMP 和 MPP 两种计算模式混合在一起，此次仅对比 SMP 和 MPP 两种计算模式。
1. SMP 和 MPP 简介
SMP 和 MPP 两种计算模式，分别指的是什么，两种计算模式有什么不同呢？
SMP，指的是 Shared Memory Parallelism，简单来说就是 Shared-everything：所有处理器（CPU) 共享内存，而每一个 CPU 内可能含有不同的 Core 数。因此当接收到计算工作时，系统会依各个 CPU 的负载，平均分配工作量给每一个 CPU。因此，若是计算工作太大，内存容易不足，造成系统可能无法执行，或是执行速度缓慢。
而 MPP(Massively Parallel Processing) 的不同，在于它 Shared-Nothing：每个 CPU 一样有自己的 Core 数，有自己的内存；而在接收计算工作以前，计算工作及资料已经先被切割好，并可以指定要将哪一个部分的计算交由指定的 CPU 去执行，最后再藉由网路设定，将每一个部分的资料串连在一起。所以使用 MPP，就像是庞大、繁杂的工作，事先已切割给各负责的部门，最终再统整结果呈交给老板。
具体到 LS DYNA 求解器，SMP 计算模式下有如下的特点 ：
- 只能在一台计算机上计算
- 计算内存共享
- 可以调用的计算内核最多为 16 个 CPU，超过 16 核计算效能很难提升
MPP 计算模式下有如下的特点 ：
- 可以在单台计算机，或者集群计算机上计算
- 计算内存独立
- 可以调用的 CPU 核数远远高于 16 核
2. 计算效率对比
采用 1.3GHz IBM p690 Refined Neon 计算机，通过数值模拟计算对比不同 CPU 核心数下，模型 535K 个单元，SMP 计算模式核 MPP 计算模式的计算效率，结果如图所示：
由图可见，当 LS DYNA 求解器调用的计算 CPU 内核数仅为 1 时，SMP 计算模式的计算效率远远高于 MPP 计算模式，而当计算的过程调用的 CPU 核心数高于 4 核时，MPP 的计算速度更快，且对着计算内核数的提高，MPP 的计算优势更加明显。另外，不管是采用 SMP 计算模式还是 MPP 计算模式，随着使用的计算 CPU 核心数的提高，计算效率都会提高，但是需要主要的是，SMP 计算过程中，调用的 CPU 核心数高于 16 核时，计算效率的提高不会太明显。
- 发表于 · 2020.08.19 20:14 · 阅读 · 11970
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