The Message-Passing Interface (MPI) and C++ form the backbone of high-performance computing, but MPI only provides C and Fortran bindings. While this offers great language interoperability, high-level programming languages like C++ make software development quicker and less error-prone. We propose novel C++ language bindings that cover all abstraction levels from low-level MPI calls to convenient STL-style bindings, where most parameters are inferred from a small subset of parameters, by bringing named parameters to C++. This enables rapid prototyping and fine-tuning runtime behavior and memory management. A flexible type system and additional safety guarantees help to prevent programming errors. By exploiting C++'s template metaprogramming capabilities, this has (near) zero overhead, as only required code paths are generated at compile time. We demonstrate that our library is a strong foundation for a future distributed standard library using multiple application benchmarks, ranging from text-book sorting algorithms to phylogenetic interference.


翻译:消息传递接口(MPI)与 C++ 构成了高性能计算的核心基础,但 MPI 仅提供 C 和 Fortran 语言绑定。虽然这提供了良好的语言互操作性,但像 C++ 这样的高级编程语言能使软件开发更快速且更不易出错。我们提出了一种新颖的 C++ 语言绑定方案,通过将命名参数引入 C++,覆盖了从底层 MPI 调用到便捷的 STL 风格绑件的所有抽象层次——其中大多数参数可从少量参数子集推断得出。这支持快速原型设计以及运行时行为和内存管理的微调。灵活的类型系统和额外的安全保证有助于防止编程错误。通过利用 C++ 的模板元编程能力,该方案实现了(近乎)零开销,因为仅在编译时生成必需的代码路径。我们通过从教科书式排序算法到系统发育推断的多种应用基准测试证明,我们的库是构建未来分布式标准库的坚实基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2021年6月15日
Arxiv
15+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
15+阅读 · 2019年3月16日
Arxiv
21+阅读 · 2018年5月23日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员