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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种多节点MPI集合通信性能建模方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119676099B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411941181.8，技术领域涉及：H04L41/14；该发明授权一种多节点MPI集合通信性能建模方法及系统是由董小社;程鑫;黄泽卿;夏秦;王强;王子衡设计研发完成，并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多节点MPI集合通信性能建模方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种多节点MPI集合通信性能建模方法及系统，首先根据节点内多核处理器信息和平台网络层次信息，确定所需测量的模型参数；然后在平台上测量节点内通信参数以及位于不同网络层次上的节点间通信参数；接下来分析集合通信源码并模拟通信算法行为，获得算法每一轮通信的所有通信特征；最后结合通信特征选择对应的参数，将每一轮的通信时间用对应参数的数学公式表示。本发明相比于现有模型，引入了超算网络层次结构信息和通信算法底层使用的点对点通信原语类型，将模型应用范围由单节点共享内存模型拓展至多节点共享内存和互连网络的混合模型，模型能够更精准地预测多节点集合通信操作的通信时间。

本发明授权一种多节点MPI集合通信性能建模方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种多节点MPI集合通信性能建模方法，其特征在于，包括以下步骤： 根据节点内多核处理器信息和平台网络层次信息，确定所需测量的模型参数，对于节点内通信，模型使用表示一次在共享内存信道上并发传输个长度为的消息的点对点通信时间；表示两进程绑定的核心位置，位于同一NUMA、跨NUMA以及同时存在两种情况；取或，表示底层使用MPI_Send和MPI_Recv进行通信，表示底层使用MPI_Sendrecv进行通信； 对于跨节点通信，模型使用表示一次分布在两个节点上的进程通过网络信道并发传输个长度为的消息的点对点通信时间；表示两节点所跨的网络层次； 测量得到的所有模型参数，对于单节点内共享内存通信，分别测量位于不同NUMA域上的点对点通信参数；对于跨节点通信参数，分别测量位于不同网络层次上的点对点通信参数，对于单节点内共享内存通信，通过改变消息长度、并发传输数、进程绑核方式和点对点通信类型，测量不同特征下收发消息所需耗时，从而得到不同特征下的参数值； 对于跨节点通信参数，通过改变消息长度、并发传输数、通信进程所跨网络层数和点对点通信类型，测量不同特征下收发消息所需耗时，从而得到不同特征下的参数值； 对于单节点内共享内存通信，特征变化范围描述如下：消息长度从1字节到1M字节；并发传输数从1到n2，n为单节点最大核数；进程绑核方式取、和；点对点通信原语分别使用或两种； 对于跨节点通信参数，特征变化范围描述如下：消息长度从1字节到1M字节；并发传输数从1到n单节点最大核数；通信进程所跨网络层数从0到k，k为平台网络层数；点对点通信原语分别使用或两种； 分析MPI源码中具体集合通信算法的通信行为，结合得到的模型参数，通过模拟通信算法的执行过程得到由各模型参数表示的通信时间公式，具体为： 根据代码逻辑推算参与本轮通信的所有源进程编号和目的进程编号，结合映射关系确定进程所处节点编号，进而确定每一对通信的信道类型； 如果是基于网络信道的通信，需结合平台节点拓扑进一步确定通信节点的网络层次信息； 统计本轮通信中同一信道上的并发传输数量； 根据代码确定本轮通信使用的点对点通信类型； 结合得到的信道类型、消息长度、并发传输数、每对通信进程所处的位置信息和点对点通信类型，将本轮每对通信所需的时间用相应参数表示；取本轮所有通信时间中的最大值作为本轮通信的时间预估值； 累加所有轮次的通信时间，将一个集合通信操作的整体通信时间用参数的数学公式表示； 根据代码确定本轮通信使用的点对点通信类型中，若为MPI_Send和MPI_Recv原语，后续将使用型参数表示时间成本； 若为MPI_Sendrecv原语，使用型参数；同时根据代码逻辑确定本轮通信的消息长度。

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