[发明专利]基于外部PCI‑E连接的高性能并行计算方法

摘要

本发明的基于外部PCI‑E连接的高性能并行计算方法，包括a).将所有计算机设备通过PCI‑E总线；b).运行并行计算程序；c).构建虚拟内存寻址表；d).发送虚拟内存信息；e).接收虚拟内存信息；f).判断接收信息的正确性；g).判断虚拟内存地址是否构建完毕；h).分配计算任务；i).执行计算任务；j).取结果，并提供给用户。本发明的并行计算方法，提高了并行计算过程中处理器之间数据传输速度，通过改进并行计算算法，减少了系统CPU拷贝数据量，大大提高了并行计算运算的效率，有效的将多个并行计算资源进行连接通信，并高速传输数据。

主权项

一种基于外部PCI‑E连接的高性能并行计算方法，其特征在于，设参与平行计算的计算机设备的数量为t台，t≥2，其编号分别为A、B、…、N，所述并行计算方法通过以下步骤来实现：a).连接计算机设备，首先在t台计算机设备的主板PCI‑E扩展槽内分别插入PCI‑E扩展卡，然后用PCI‑E X16数据线将每台计算机设备上的PCI‑E扩展卡与PCI‑E交换机相连接，以使所有计算机设备通过PCI‑E总线相通讯；b).运行并行计算程序，在t台计算机设备上分别运行并行计算程序，A编号、B编号、…、N编号计算机设备上并行计算程序的启动参数分别为‑nt‑s0、‑nt‑s1、…、‑nt‑s(t‑1)，其中‑n后的数字为参与计算的计算机设备的数量，‑s后的数字为本计算机设备所执行计算的序号；c).构建虚拟内存寻址表，每台计算机设备上的并行计算程序在本机注册构建共享虚拟内存寻址表，共享虚拟内存寻址表的大小可对t台计算机设备的内存进行寻址；每台计算机设备将自身的起始虚拟地址、内存大小和内存区域的类型值构建到寻址表中，并对虚拟内存进行编号，计算机设备在寻址表中的虚拟内存序号与其所执行计算的序号相一致；d).发送虚拟内存信息，对于每台计算机设备来说，均向其余的t‑1台计算机设备发送本机上并行计算程序的启动参数、本机共享虚拟内存寻址表中的信息、虚拟内存序号；e).接收虚拟内存信息，计算机设备等待并随时接收其余的t‑1台计算机设备发送的信息；f).判断接收信息的正确性，每台计算机设备接收到信息后，首先判断接收数据的正确性，如果正确，则将接收的有关共享虚拟内存寻址表中的信息构建到本机的寻址表中，形成统一虚拟内存地址，执行步骤g)；如果不正确，则重新接收数据，执行步骤e)；g).判断所有计算机设备的虚拟内存地址是否均已构建完毕，如果构建完毕，则执行步骤h)；如果没有构建完毕，则执行步骤e)；h).分配计算任务，对于待计算的任务，将其分为t等份，并按照每台计算机设备所执行计算的序号依次分配给相应的并行计算程序；i).执行计算任务，每台计算机设备上的并行计算程序接收到计算任务后，利用本计算机设备所具有的计算资源对计算任务进行处理，并将计算结果存储到统一虚拟内存地址中；j).取结果，当所有的计算机设备均完成计算后，每一台计算机设备均可从统一虚拟内存地址中取得计算结果，并将计算结果提供给用户，并行计算任务结束；步骤f)中所述的判断接收数据的正确性通过以下步骤来实现：f‑1).判断计算机设备的数量，判断接收的启动参数‑n后的数字与本机的启动参数‑n后的数字是否相等，如果相等，则执行步骤f‑2)；如果不相等，则认为接收的数据不正确；f‑2).判断执行计算的序号，判断接收到的启动参数中‑s后的数字小于等于t‑1是否成立，如果成立，则执行步骤f‑3)；如果不成立，则认为接收的数据不正确；f‑3).判断虚拟内存信息，判断接收到的虚拟内存序号是否满足“小于等于t‑1、且与本计算机设备的内存不相同”，如果满足，则认为接收的数据正确；如果不满足，则认为接收的数据不正确。