Ziel der Arbet ist eine optimierte Implementierung der im MPI-1 Standard definierten Reduktionsoperationen MPI_Reduce(), MPI_Allreduce(), MPI_Scan(), MPI_Reduce_scatter() für das InfiniBand Netzwerk. Hierbei soll besonderer Wert auf spezielle InfiniBand Operationen und die Hardwareparallelität gelegt werden. InfiniBand ermöglicht es Kommunikationsoperationen klar von Berechnungen zu trennen, was eine Überlappung beider Operationstypen in der Reduktion ermöglicht. Das Potential dieser Methode soll modelltheoretisch als auch praktisch in einer prototypischen Implementierung im Rahmen des Open MPI Frameworks erfolgen. Das Endresultat soll mit vorhandenen Implementierungen (z.B. MVAPICH) verglichen werden. / The performance of collective communication operations is one of the deciding factors in the overall performance of a MPI application. Current implementations of MPI use the point-to-point components to access the InfiniBand network. Therefore it is tried to improve the performance of a collective component by accessing the InfiniBand network directly. This should avoid overhead and make it possible to tune the algorithms to this specific network. Various algorithms for the MPI_Reduce, MPI_Allreduce, MPI_Scan and MPI_Reduce_scatter operations are presented. The theoretical performance of the algorithms is analyzed with the LogfP and LogGP models. Selected algorithms are implemented as part of an Open MPI collective component. Finally the performance of different algorithms and different MPI implementations is compared.

Ziel der Arbet ist eine optimierte Implementierung der im MPI-1 Standard definierten Reduktionsoperationen MPI_Reduce(), MPI_Allreduce(), MPI_Scan(), MPI_Reduce_scatter() für das InfiniBand Netzwerk. Hierbei soll besonderer Wert auf spezielle InfiniBand Operationen und die Hardwareparallelität gelegt werden. InfiniBand ermöglicht es Kommunikationsoperationen klar von Berechnungen zu trennen, was eine Überlappung beider Operationstypen in der Reduktion ermöglicht. Das Potential dieser Methode soll modelltheoretisch als auch praktisch in einer prototypischen Implementierung im Rahmen des Open MPI Frameworks erfolgen. Das Endresultat soll mit vorhandenen Implementierungen (z.B. MVAPICH) verglichen werden. / The performance of collective communication operations is one of the deciding factors in the overall performance of a MPI application. Current implementations of MPI use the point-to-point components to access the InfiniBand network. Therefore it is tried to improve the performance of a collective component by accessing the InfiniBand network directly. This should avoid overhead and make it possible to tune the algorithms to this specific network. Various algorithms for the MPI_Reduce, MPI_Allreduce, MPI_Scan and MPI_Reduce_scatter operations are presented. The theoretical performance of the algorithms is analyzed with the LogfP and LogGP models. Selected algorithms are implemented as part of an Open MPI collective component. Finally the performance of different algorithms and different MPI implementations is compared.