鲁　金，马　可，高　剑

(西安电子工程研究所，西安　710100)



基于MPI的卷积计算并行实现

鲁金，马可，高剑

(西安电子工程研究所，西安710100)

针对传统的卷积并行计算模型中，存在着大量的消息传递，负载不均衡等问题;提出一种新的基于MPI同步模型的并行卷积算法;该模型采用消息传递的方式进行进程间的通信，同时有效平衡负载，避免大量的消息传递;通过分析该模型的加速比和效率，实验结果表明，此方法显著提高了并行效率和长序列的运算速度，充分发挥了节点间分布式存储和多核并行处理的优势，是一种有效可行的并行策略。

卷积计算；并行；消息传递接口；负载平衡

0　引言

近年来，受到程工艺的限制，单核处理器的性能已接近极限，通过提高单处理器的时钟频率来提高计算机性能的方法越来越难以达到良好的效果。因此，多核技术成为CPU制造商显著提高处理器的性能的共同解决方案[1-2]。多核设备为应用程序提供了并行计算的硬件平台，使计算机的计算速度得到了巨大提高。而另一方面，在数字信号处理领域中，要处理的数据量越来越庞大，实时性的要求也越来越高，，将并行处理的思想运用在信号处理中，构建一个具有并行性的系统，必将是一个未来发展的趋势。

卷积计算作为信号与系统时域分析的一种重要方法。在科学计算领域中起着重要的作用[3]，广泛应用于通信，航空航天，生物医学工程，雷达信号处理等工程领域。因此，将并行化的思想应用在卷积计算中，从而大大加快卷积计算的速度，提高卷积计算的效率，具有重要的研究意义。……