3.7 Nonblocking Communication One can improve performance on many systems by overlapping communication and computation. This is especially true on systems where communication can be executed autonomously by an intelligent communication controller. Light-weight threads are one mechanism for achieving such overlap. An alternative mechanism that often leads to better performance is to use nonblocking communication. A nonblocking send start call initiates the send operation, but does not complete it. The send start call can return before the message was copied out of the send buffer. A separate send complete call is needed to complete the communication, i.e., to verify that the data has been copied out of the send buffer. With suitable hardware, the transfer of data out of the sender memory may proceed concurrently with computations done at the sender after the send was initiated and before it completed. Similarly, a nonblocking receive start call initiates the receive operation, but does not complete it. The call can return before a message is stored into the receive buffer. A separate receive complete call is needed to complete the receive operation and verify that the data has been received into the receive buffer. With suitable hardware, the transfer of data into the receiver memory may proceed concurrently with computations done after the receive was initiated and before it completed. The use of nonblocking receives may also avoid system buffering and memory-to-memory copying, as information is provided early on the location of the receive buffer. Nonblocking send start calls can use the same four modes as blocking sends: standard, buffered, synchronous and ready. These carry the same meaning. Sends of all modes, ready excepted, can be started whether a matching receive has been posted or not; a nonblocking ready send can be started only if a matching receive is posted. In all cases, the send start call is local: it returns immediately, irrespective of the status of other processes. If the call causes some system resource to be exhausted, then it will fail and return an error code. Quality implementations of MPI should ensure that this happens only in “pathological” cases. That is, an MPI implementation should be able to support a large number of pending nonblocking operations. The send-complete call returns when data has been copied out of the send buffer. It may carry additional meaning, depending on the send mode. If the send mode is synchronous, then the send can complete only if a matching receive has started. That is, a receive has been posted, and has been matched with the send. In this case, the send-complete call is non-local. Note that a synchronous, nonblocking send may complete, if matched by a nonblocking receive, before the receive complete call occurs. (It can complete as soon as the sender “knows” the transfer will complete, but before the receiver “knows” the transfer will complete.) If the send mode is buffered then the message must be buffered if there is no pending receive. In this case, the send-complete call is local, and must succeed irrespective of the status of a matching receive. If the send mode is standard then the send-complete call may return before a matching receive is posted, if the message is buffered. On the other hand, the receive-complete may not complete until a matching receive is posted, and the message was copied into the receive buffer.

3.7 Comunicación sin bloqueo Uno puede mejorar el rendimiento en muchos sistemas mediante la superposición de comunicación y computación. Esto es especialmente cierto en sistemas donde la comunicación puede ejecutarse de forma autónoma mediante un controlador de comunicación inteligente. Los hilos livianos son un mecanismo para lograr tal superposición. Un mecanismo alternativo que a menudo conduce a un mejor rendimiento es utilizar la comunicación sin bloqueo. Una llamada de inicio de envío sin bloqueo inicia la operación de envío, pero no la completa. La llamada de inicio de envío puede volver antes de que el mensaje se haya copiado del buzón de envío. Se necesita una llamada de envío completo separada para completar la comunicación, es decir, para verificar que los datos se hayan copiado fuera del buzón de envío. Con el hardware adecuado, la transferencia de datos fuera de la memoria del remitente puede realizarse simultáneamente con los cálculos realizados en el remitente después de que se inició el envío y antes de que se completara. De manera similar, una llamada de inicio de recepción sin bloqueo inicia la operación de recepción, pero no la completa. La llamada puede volver antes de que se almacene un mensaje en el buzón de recepción. Se necesita una llamada de recepción completa por separado para completar la operación de recepción y verificar que los datos se hayan recibido en el buzón de recepción. Con el hardware adecuado, la transferencia de datos a la memoria del receptor puede realizarse simultáneamente con los cálculos realizados después de que se inició la recepción y antes de que se completara.El uso de las recepciones sin bloqueo también puede evitar el almacenamiento del sistema y la copia de memoria a memoria, ya que la información se proporciona al inicio de la ubicación del receptor de recepción. Las llamadas de inicio de envío sin bloqueo pueden usar los mismos cuatro modos que los envíos de bloqueo: estándar, almacenado, síncrono y listo. Estos llevan el mismo significado. Se puede iniciar el envío de todos los modos, listo, excepto si se ha publicado o no una recepción coincidente; un envío preparado sin bloqueo se puede iniciar solo si se publica una recepción coincidente. En todos los casos, la llamada de inicio de envío es local: se devuelve inmediatamente, independientemente del estado de otros procesos. Si la llamada hace que se agoten algunos recursos del sistema, fallará y devolverá un código de error. Las implementaciones de calidad de MPI deben garantizar que esto ocurra solo en casos "patológicos". Es decir, una implementación de MPI debería ser capaz de soportar un gran número de operaciones pendientes de no bloqueo. La llamada de envío completo se devuelve cuando los datos se han copiado fuera del buzón de envío. Puede llevar un significado adicional, dependiendo del modo de envío. Si el modo de envío es síncrono, entonces el envío solo puede completarse si se ha iniciado una recepción coincidente. Es decir, se ha publicado una recepción y se ha combinado con el envío. En este caso, la llamada de envío completo no es local. Tenga en cuenta que un envío sincrónico y sin bloqueo puede completarse, si coincide con una recepción sin bloqueo, antes de que se produzca la llamada de recepción completa.(Puede completarse tan pronto como el remitente “sepa” que la transferencia se completará, pero antes de que el receptor “sepa” la transferencia se completará). Si el modo de envío está bloqueado, entonces el mensaje debe ser almacenado si no hay una recepción pendiente. En este caso, la llamada de envío completo es local y debe tener éxito independientemente del estado de una recepción coincidente. Si el modo de envío es estándar, entonces la llamada de envío completo puede retornar antes de que se publique una recepción coincidente, si el mensaje está almacenado. Por otro lado, la recepción completa puede no completarse hasta que se publique una recepción coincidente, y el mensaje se haya copiado en el buzón de recepción.