mpi allreduce rabenseifner算法详解

mpi allreduce rabenseifner算法详解
Rabenseifner算法是一种在MPI中用于实现Allreduce操作的
算法，它基于一种称为"recursive doubling"的通信模式。

在Rabenseifner算法中，所有进程被划分为两两一组，并按照rank号进行排序。

然后，每个进程将其本地数据与配对进程的本地数据进行归约操作，然后将结果发送给配对进程。

算法的具体步骤如下：
1. 初始化通信数据结构：对于每个进程i，创建两个临时缓冲
区sendbuf和recvbuf，它们的大小都为数据的大小乘以进程数，用于存储归约结果和接收其他进程发送的数据。

2. 通过循环算法来进行归约操作：
- Loop 1:
- 对于每个步长step = 1, 2, 4, ..., p/2（其中p为进程数），
进程i使用MPI_Send将发送缓冲区sendbuf中的数据发送给
配对进程j = i xor step，并使用MPI_Recv接收配对进程j发送
的数据到接收缓冲区recvbuf。

- Loop 2:
- 对于每个步长step = p/2, p/4, p/8, ..., 1，进程i使用
MPI_Send将接收缓冲区recvbuf中的数据发送给配对进程j = i xor step，并使用MPI_Recv接收配对进程j发送的数据到发送
缓冲区sendbuf。

3. 所有进程通过MPI_Allgather将最终的归约结果从缓冲区sendbuf发送到recvbuf中，确保所有进程都能获取到最终的归约结果。

Rabenseifner算法的优点是通信模式简单，且在一些情况下能
够有效地提高性能。

然而，该算法的主要缺点是需要较大的缓冲区来存储数据，且在某些情况下可能会导致额外的通信开销。

总的来说，Rabenseifner算法是MPI中用于实现Allreduce操
作的一种有效算法，它基于递归双倍通信模式，并通过循环算法来进行数据归约和通信。