모 상 만

제6장 일방향 통신은 단일 프로세스에 의하여 완료될 수 있는 통신 루틴을 정의한다. 이들 루틴은 공유 메모리 동작(put/get)과 원격 누적 동작을 포함한다.

원격 메모리 접근(RMA)은 MPI의 통신 메커니즘을 확장한 것으로서, 하나의 프로세스가 송신측과 수신측 모두의 통신 파라미터를 명시하는 것을 허용한다. 이 통신 모드는 데이터 접근 패턴을 동적으로 변경하는 것을 가능하게 한다. 각 프로세스는 다른 프로세스에 있는 데이터를 접근하고 변경할 수 있다. 그러나, 프로세스들은 자신의 메모리에 있는 어떤 데이터가 원격 프로세스에 의하여 접근 또는 변경되었는지 알 수 없으며, 심지어 이들 원격 프로세스를 식별할 수도 없다. 따라서, 모든 전송 파라미터들은 한 쪽에서만 알고 사용할 수 있다. 통상적인 send/receive 통신은 송신자와 수신자 사이의 정합 동작을 필요로 한다. 이 동작은 노든 프로세스가 시간을 낭비하는 전역적 계산에 참여하게 하거나 통신 요구에 대하여 주기적으로 폴링(polling)하게 한다. RMA 통신 메커니즘의 사용은 전역적 계산이나 명시적인 폴링의 필요성을 제거해 준다.

메시지 전달 통신은 송신자로부터 수신자로의 데이터 통신 및 송신자와 수신자 사이의 동기화 등 두 가지의 효과를 달성하게 해준다. RMA 설계는 이들 두 기능을 분리한다. MPI_PUT (원격 쓰기), MPI_GET (원격 읽기), MPI_ACCUMULATE (원격 변경) 등의 세 가지 통신 호출이 제공된다. 서로 다른 동기화 형태를 지원하기 위하여 많은 동기화 호출이 제공된다. 이는 약한 일관성을 갖는 메모리 시스템의 설계와 흡사하다.

RMA 기능의 설계는 구현자로 하여금 고속 통신의 장점을 얻도록 해준다.

윈도우(window)는 하나의 커뮤니케이터(communicator) 내부에 있는 각 프로세스가 설정할 수 있는 메모리 내부의 일정 영역을 말한다. 초기화 동작은 각 프로세스가 윈도우를 설정하는 것을 가능하게 해준다. 윈도우는 원격 프로세스에 의하여 접근할 수 있다. 초기화 호출은 윈도우 집합을 소유하고 접근하는 프로세스 그룹을 나타내는 객체와 각 윈도우의 속성을 돌려준다.

상기 호출은 comm 그룹 내에 있는 모든 프로세스에 의하여 실행되는 집합 호출이다.

MPI는 세 가지의 RMA 통신 호출을 지원한다. MPI_PUT은 호출자 메모리로부터 목적지 메모리로 데이터를 전송한다. MPI_GET은 목적지 메모리로부터 호출자 메모리로 데이터를 전송한다. MPI_ACCUMULATE는 호출자 메모리로부터 보내진 값을 더하여 목적지 메모리의 값을 변경한다. 이들 동작은 nonblocking이다. 즉, 호출이 전송을 개시하지만, 전송은 호출이 복귀된 후에 계속될 수도 있다. 포함한 윈도우 객체에 대하여 송신자가 잇따라 동기화 호출을 수행하면, 전송은 송신측과 수신측 모두에서 완료된다.

하나의 윈도우 안에 있는 동일 메모리 위치에 대한 동시다발적 접근은 오류를 유발할 가능성이 있다. 하나의 메모리 위치가 put 또는 accumulate 동작에 의하여 변경되면, 이 위치는 목적지에서 변경 동작이 완료될 때까지 load 또는 다른 RMA 동작에 의하여 접근할 수 없다.

RMA 통신은 두 가지 분류로 나누어진다.

능동 목적지 통신(active target communication): 데이터가 한 프로세스의 메모리로부터 또 다른 프로세스의 메모리로 이동된다. 두 프로세스 모두 명시적으로 통신에 포함된다. 이 통신 패턴은 모든 데이터 전송 인자가 하나의 프로세스에 의하여 제공되고 두번째 프로세스는 동기화에만 참여하는 것을 제외하고는 메시지 전달과 유사하다. (그림 6.1 참조)

수동 목적지 통신(passive target communication): 데이터가 한 프로세스의 메모리로부터 또 다른 프로세스의 메모리로 이동되고, 송신측 프로세스만이 명시적으로 전송에 포함된다. 따라서, 두 개의 송신 프로세스는 목적지 윈도우에 있는 동일 메모리 위치를 접근함으로써 서로 통신할 수 있다. 통신에 명시적으로 참여하지 않는 경우에, 목적지 윈도우를 소유한 프로세스는 두 개의 통신 프로세스와는 별도로 구분된다. 이러한 통신 패러다임은 공유 데이터가 위치에 상관없이 모든 프로세스에 의하여 접근될 수 있는 공유메모리 모델과 매우 흡사하다. (그림 6.3 참조)

인자 win을 갖는 RMA 통신 호출은 win에 대한 access epoch 내에서만 한 프로세스에서 일어날 수 있다. 그와 같은 epoch는 win에 대한 RMA 동기화 호출과 함께 시작하고, win에 대하여 영(zero) 또는 하나 이상의 RMA 통신 호출(MPI_PUT, MPI_GET, 또는 MPI_ACCUMULATE)을 수행하고, win에 대한 또 다른 동기화 호출과 더불어 종료한다.

동일 메모리 위치에 대한 별개의 access epochs는 겹치지 않고 상호 독립적이어야 한다.

MPI는 세 가지의 동기화 메커니즘을 제공한다. 이들 각각은 울타리(fence), 일반적인 능동 목적지 동기화(general active target synchronization, 그림 6.4 참조), 그리고 잠금(lock) 등이 있다.

RMA 동작의 시맨틱스는 시스템이 프로세스 메모리에 있는 원래의 위치(사유 윈도우 복사본)에 추가하여 각 윈도우의 분리된 공유 복사본을 유지한다고 가정함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. (그림 6.5 참조)

두 개의 프로세서간 동기화 호출이 상호 순서가 엇갈리는 경우에 교착상태(deadlock)가 발생할 수 있으므로, 프로그램은 이러한 교착상태가 발생하지 않도록 유의해서 작성되어야 한다. (그림 6.7 참조)