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MPI 和 PVM 关键特性比较 孙鸿贤 摘要 在科学计算和其他要求苛刻计算能力的领域，大规模并行处理机 (MPP)和其他分布式机 群系统发挥了至关重要的作用。 由于机群结构过于庞大， 消息传递机制成为并行系统处理器 通信的唯一选择。 Message Passing Interface(MPI)和 Parallel Virtual Machine(PVM) 两种 API 为 这一机制提供了支持。 本文从异构性支持， 通信上下文， 搜集创建进程所需资源信息的方式 与容错技术四个方面对这两种解决方案做了初步比较，指出 MPI 比较是开发对动态性和容 错能力要求不高的普通系统的高效工具。虽然 MPI 有成为消息传递模型的事实标准的趋势， 但目前而言，对于对动态性和容错性要求很高的系统， PVM 仍然是最理想的选择。 关键词 MPI PVM 异构性 上下文 资源信息 容错能力 简介 PVM 是由美国 Oak Ridge National Laboratory ,University of Tennessee 和 Emory University 合作开发的。 它的核心是虚拟机概念。 即从用户角度， 由网络连接的一系列异构主机表现为 一个统一的并行机。相对于性能方面的考虑， PVM 的设计更加注重可移植性。这主要出于 两个原因 : (1) 相对于节点处理机和局部存储的连接速度，网络的速度非常之慢，这本身就极大限 制了系统可能达到的性能。 (2) PVM 自始至终都在注重于节点的异构性，容错性，可扩展性。为在这些方面有满意 的表现，不得不在性能上有所牺牲。 然而， MPI 标准是 MPI 论坛的产物。 该论坛的参与者是一些高性能计算的专家， 包括具 体实现者，终端用户等。 MPI 标准的目的是要统一各厂商的消息传递接口，使得并行程序能 够在不同厂商的系统之间不需更改地移植。 MPI 的设计目标之一就是高性能， 但是据一些研 究表明， MPI 的性能并没有比 PVM 有较大的提高。 MPI 的主要特点有 : (1) 提供了丰富的点对点通信函数集。这极大减轻了程序员的负担。 (2) 对 PU 组间的通信，提供了大量的聚集函数的支持。 (3) 引入通信上下文及通信器 (Communicator) 的概念，使得并行编程更加安全。 (4) 可以设定通信网拓扑结构。 (5) 提供派生数据类型和处理物理不连续数据的能力 考虑到科学计算领域的实际需要，我们从异构性 (heterogeneity) 支持，通信上下文 (Context) ，进程创建所需资源信息 (Dynamic Resource Information) 以及容错能力 (Fault Tolerance)四个角度对两者进行比较。 异构性支持 由于单一类型的节点机组成的集群有时候不适应问题的需要， 为达到更高性能， 必须依 赖异构机器组成的系统。典型的，如著名的伯克利分布式计算平台 (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing )，就是由