Отчёт посвящён разработке методики совместного использования технологий MPI и OpenMP в библиотеке CATlib для параллельного моделирования двумерных клеточных автоматов в синхронном режиме. Цель — реализация гибридного алгоритма, сочетающего крупноблочный (MPI) и мелкозернистый (OpenMP) параллелизм для повышения производительности вычислений.
Обоснована актуальность подхода: моделирование клеточных автоматов требует значительных ресурсов, а совмещённый параллелизм обеспечивает лучшее масштабирование на кластерах. Разработан алгоритм, использующий MPI для распределения доменов и обмена граничными данными и OpenMP для параллельной обработки клеток внутри процессов. Поддерживаются произвольные двумерные топологии.
Проведено тестирование на кластере ИВЦ НГУ с оценкой ускорения и эффективности по сценариям сильного и слабого масштабирования. Для модели «Игра жизнь» гибридный подход показал лучшие результаты по сравнению с чистыми MPI и OpenMP, особенно при числе ядер свыше 24. Для модели FHP-MP гибридный подход уступал чистому MPI, но показал потенциал при определенных конфигурациях.
Результаты подтверждают целесообразность гибридного подхода и дают направление для дальнейшей оптимизации. Работа представлена на 63-й Международной студенческой конференции в НГУ.
Работа была представлена на 63-й Международной научной студенческой конференции в НГУ с 16 по 22 апреля 2025 года в секции «Параллельные вычисления».