Improving MPI Support for Applications on Hierarchically Distributed Resources

Programming non-embarrassingly parallel scientific computing applications such as those involving the numerical resolution of system of PDEs using mesh based methods for grid computing environments is a complex and important issue. This work contributes to this goal by proposing some MPI extensions to let programmers deal with the hierarchical nature of the grid infrastructure thanks to a tree representation of the processes as well as the corresponding extension of collective and point-to-point operations. It leads in particular to support N ×M communications with transparent data redistribution. Key-words: MPI, Grids, tree structure, hierarchical communication, data redistribution. in ria -0 01 50 54 3, v er si on 2 31 M ay 2 00 7 Une extension MPI pour les ressources distribues hiérarchiques Résumé : La programmation des applications massivement parall éles pour le calcul scientifique sur grilles est une probl ématique complexe et importante. Un exemple de ce type d’applications est la r ésolution num érique de systèmes à équations diff érentielles partielles qui utilisent des m éthodes de maillage. Le travail pr ésent é dans ce rapport se propose d’ étendre MPI afin de permettre aux d éveloppeurs d’avoir une approche de programmation parallèle guid ée par la nature hi érarchique des infrastructures de grilles. L’approche propos ée est bas ée sur une repr ésentation des processus en arbre et une extension des communications point à point et collectives correspondantes. En particulier, le travail se base sur la mise en place de communications N ×M comprenant la redistribution transparente des donn ées. Mots-clés : MPI, Grilles, structure en arbre, communication hierarchique, redistribution de donn ées. in ria -0 01 50 54 3, v er si on 2 31 M ay 2 00 7 Improving MPI support for applications on hierarchically distributed resources 3