PGIコンパイラ利用法

PGIコンパイラはPGI社の提供するC/C++, Fortran向けのコンパイラです。 ここでは、主にプログラミング言語 Fortran, C, C++の翻訳・実行方法とバッチ処理方法について解説します。
PGIコンパイラはCUDA FortranやOpenACC向けのコンパイラとしても利用可能です。 これらについては個別のページの説明をご確認ください。

利用環境

システム・バージョン・利用範囲

• サブシステムA

バージョン	九州大学構成員	学術研究機関構成員	民間利用の方
17.7	〇	－	－

• サブシステムB

バージョン	九州大学構成員	学術研究機関構成員	民間利用の方
17.7	〇	－	－
19.9	〇	－	－

• 基本フロントエンド

バージョン	九州大学構成員	学術研究機関構成員	民間利用の方
17.7	〇	－	－
19.9	〇	－	－

• 大容量フロントエンド

バージョン	九州大学構成員	学術研究機関構成員	民間利用の方
17.7	〇	－	－
19.9	〇	－	－

ITOシステムにインストールされているPGIコンパイラ（CUDA Fortran, OpenACCを含む）は、 ライセンスの都合上、九州大学の構成員でなければ利用できません。 また、このコンパイラの最新版は ITOでは利用できません。
九州大学の構成員以外の方や、より新しいバージョンの PGIコンパイラを試したい方は、 NVIDIA HPC SDK の利用をご検討ください。

利用コマンド

プログラム言語の翻訳・リンクのための書式とコマンドの一覧は以下の通りです。

* OpenMPオプションはデフォルトでは無効です。

利用方法

環境設定（moduleコマンド）

moduleコマンドによる環境設定はコンパイル時と実行時の両方で行う必要があります。

pgi 17.7を使用する場合の例）

pgi 19.9を使用する場合の例）

PGIに内包された　Open MPIを用いる場合は、以下も実行してください。

pgi 17.7を使用する場合の例）

pgi 19.9を使用する場合の例）

C/C++

C/C++コンパイラは pgcc / pgc++コマンドを利用します。 PGIに内包された Open MPIを使用する場合はmpicc / mpic++を利用します。 （以下のプログラム例では pgccおよびmpiccのみを記載しますのでC++を使う場合はpgc++およびmpic++に読み替えてください。）

例1）逐次プログラム

例2）ノード内スレッド並列（OpenMP）プログラム

例3）MPI並列（フラットMPI）プログラム

例4）ハイブリッド並列（OpenMP+MPI）プログラム

Fortran

Fortranコンパイラは pgfortran コマンドを利用します。 MPIライブラリを使用する場合はmpifort コマンドを利用します。 pgf77/pgf90やmpif77/mpif90など、Fortranのバージョンに合わせたコマンドも存在しますが、 特別な事情のない限りpgfortranとmpifortさえ使用すれば十分です。

例1）逐次プログラム

例2）ノード内スレッド並列（OpenMP）プログラム

例3）MPI並列（フラットMPI）プログラム

例4）ハイブリッド並列（OpenMP+MPI）プログラム

主な翻訳時オプション

推奨オプション以外の最適化機能は、プログラムデータの特性によって効果がある場合と、そうでない場合があり、実際に動作させて検証する必要があります。 推奨オプションを指定すると、関連して複数の最適化オプションが誘導されます。

Fortran, C/C++の標準的なオプションとして、-fastを推奨します。

数値計算ライブラリ

PGIコンパイラから利用できる数値演算ライブラリに LAPACK, BLAS, FFTがあります。 さらにMPIライブラリからはScaLAPACKも利用できます。 コンパイル時にそれぞれ-llapack, -lblas, -fft, -Mscalapackオプションを付けてください。

バッチ処理

ITOのサブシステム A/BでPGIコンパイラで作成した実行可能ファイル（モジュール）を実行するためには、 「バッチ処理」と呼ばれる手続きにより計算サーバーに処理の依頼をする必要があります。

バッチ処理の詳細は バッチ処理を参照してください。

以下にPGIコンパイラで翻訳した実行可能ファイルをバッチ処理により処理するスクリプトの例を示します。

例1）逐次プログラム

#!/bin/bash
#PJM -L "rscunit=ito-a"
#PJM -L "rscgrp=ito-single"
#PJM -L "vnode=1"
#PJM -L "vnode-core=1"
#PJM -L "elapse=10:00"
#PJM -j
#PJM -X

module load pgi/17.7
./a.out

サブシステム名（ito-a）の指定
リソースグループ（ito-single）の指定
仮想ノード数を指定
仮想ノードあたりのコア数を指定
最大経過時間の指定
標準エラー出力を標準出力に重ねる
ジョブ投入時の環境変数をジョブ実行環境に継承

環境設定
ジョブの実行

例2）ノード内スレッド並列（OpenMP）プログラム

#!/bin/bash
#PJM -L "rscunit=ito-a" 
#PJM -L "rscgrp=ito-ss-dbg"
#PJM -L "vnode=1"
#PJM -L "vnode-core=36"
#PJM -L "elapse=10:00"
#PJM -j
#PJM -X

module load pgi/17.7
export OMP_NUM_THREADS=36
./a.out

サブシステム名（ito-a）の指定
リソースグループ（ito-ss-dbg）の指定
仮想ノード数を指定
仮想ノードあたりのコア数を指定（リソースグループの利用可能コア数を指定）
最大経過時間の指定
標準エラー出力を標準出力に重ねる
ジョブ投入時の環境変数をジョブ実行環境に継承

環境設定
スレッド数の指定
ジョブの実行

例3）フラットMPI並列プログラム

#!/bin/bash
#PJM -L "rscunit=ito-a" 
#PJM -L "rscgrp=ito-s-dbg"
#PJM -L "vnode=4"
#PJM -L "vnode-core=36"
#PJM -L "elapse=10:00"
#PJM -j
#PJM -X

module load pgi/17.7_openmpi
mpirun -n 144 -map-by ppr:36:node --bind-to none -mca plm_rsh_agent /bin/pjrsh -machinefile ${PJM_O_NODEINF} ./a.out

サブシステム（ito-a）の指定
リソースグループ（ito-s-dbg）の指定
仮想ノード数(物理ノード数)を指定
仮想ノードあたりのコア数を指定（= 物理ノード当たりのコア数を指定）
最大経過時間の指定
標準エラー出力を標準出力に重ねる
ジョブ投入時の環境変数をジョブ実行環境に継承

環境設定
MPIプログラムを起動

例4）ハイブリッド並列化プログラム

#!/bin/bash
#PJM -L "rscunit=ito-a" 
#PJM -L "rscgrp=ito-s-dbg"
#PJM -L "vnode=4"
#PJM -L "vnode-core=36"
#PJM -L "elapse=10:00"
#PJM -j
#PJM -X

module load pgi/17.7_openmpi
export OMP_NUM_THREADS=9
mpirun -n 16 -map-by ppr:4:node --bind-to none -mca plm_rsh_agent /bin/pjrsh -machinefile ${PJM_O_NODEINF} ./a.out

サブシステム（ito-a）の指定
リソースグループ（ito-s-dbg）の指定
仮想ノード数(物理ノード数)を指定
仮想ノードあたりのコア数を指定
最大経過時間の指定
標準エラー出力を標準出力に重ねる
ジョブ投入時の環境変数をジョブ実行環境に継承

環境設定
OpenMPスレッド並列数を設定
MPIプログラムを起動

Open MPIによるプロセスのノードへの割り当て指定

以下は、Open MPIでプロセスをノードに割り当てる方針を指定する例です。 -display-devel-map は、割当の結果を表示するオプションです

# 1ソケットに1プロセス、合計2プロセスの例（1ノードで2プロセス並列実行をする想定）
mpirun -n 2 -display-devel-map -map-by ppr:1:socket --mca plm_rsh_agent /bin/pjrsh -machinefile ${PJM_O_NODEINF} ./a.out
# 1ノードに1プロセス、合計2プロセスの例（2ノードで2プロセス並列実行をする想定）
mpirun -n 2 -display-devel-map -map-by ppr:1:node --mca plm_rsh_agent /bin/pjrsh -machinefile ${PJM_O_NODEINF} ./a.out
# 1ノードに2プロセス、合計4プロセスの例（2ノードで4プロセス並列実行をする想定）
mpirun -n 4 -display-devel-map -map-by ppr:1:socket --mca plm_rsh_agent /bin/pjrsh -machinefile ${PJM_O_NODEINF} ./a.out
mpirun -n 4 -display-devel-map -map-by ppr:2:node --mca plm_rsh_agent /bin/pjrsh -machinefile ${PJM_O_NODEINF} ./a.out
# 上記の2つのmpirunは厳密には意味が異なりますが、
# どちらも1つ目のノードの2ソケットに1プロセスずつ割り当てた後に2つ目のノードの2ソケットに1プロセスずつ割り当てられます。
# ノードを交互に使いたい（1つ目のノードにプロセス0と2、2つ目のノードにプロセス1と3、としたい）場合は
# --rank-by nodeというオプションを追加してください

参考資料

• PGI version 17.7 Documentation for x86 and NVIDIA Processors
• PGI version 19.9 Documentation for x86 and NVIDIA Processors