SanzSkuy: Created page with "'''`MPI_Bcast`''' (''broadcast'') adalah salah satu ''collective communication primitive'' dalam MPI yang digunakan untuk menyalin data dari satu proses (''root'') ke seluruh proses lain dalam suatu ''communicator''. Setelah pemanggilan selesai, semua proses memiliki salinan data yang identik. == Signature == int MPI_Bcast( void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MP..."

2026-06-25T02:37:24Z

Created page with "'''<code>MPI_Bcast</code>''' (''broadcast'') adalah salah satu ''collective communication primitive'' dalam MPI yang digunakan untuk menyalin data dari satu proses (''root'') ke seluruh proses lain dalam suatu ''communicator''. Setelah pemanggilan selesai, semua proses memiliki salinan data yang identik. == Signature == <syntaxhighlight lang="c"> int MPI_Bcast( void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MP..."

New page

'''<code>MPI_Bcast</code>''' (''broadcast'') adalah salah satu ''collective communication primitive'' dalam MPI yang digunakan untuk menyalin data dari satu proses (''root'') ke seluruh proses lain dalam suatu ''communicator''. Setelah pemanggilan selesai, semua proses memiliki salinan data yang identik.

== Signature ==

<syntaxhighlight lang="c">
int MPI_Bcast(
void *buffer,
int count,
MPI_Datatype datatype,
int root,
MPI_Comm comm
);
</syntaxhighlight>

== Parameter ==

{| class="wikitable"
! Parameter !! Arah !! Deskripsi
|-
| <code>buffer</code> || in/out || Pointer ke buffer data. Di proses ''root'', berisi data yang akan dikirim. Di proses lain, akan diisi dengan data yang diterima.
|-
| <code>count</code> || in || Jumlah elemen dalam <code>buffer</code>.
|-
| <code>datatype</code> || in || Tipe data tiap elemen (misal <code>MPI_FLOAT</code>, <code>MPI_INT</code>, <code>MPI_DOUBLE</code>).
|-
| <code>root</code> || in || ''Rank'' proses yang menjadi sumber data.
|-
| <code>comm</code> || in || ''Communicator'' tempat operasi dilakukan (umumnya <code>MPI_COMM_WORLD</code>).
|}

== Semantik ==

<code>MPI_Bcast</code> adalah operasi '''kolektif''' dan '''blocking''' (dalam standar MPI-3 dan sebelumnya):

* '''Kolektif''': Semua proses dalam <code>comm</code> '''wajib''' memanggil <code>MPI_Bcast</code> dengan nilai <code>root</code> dan <code>comm</code> yang sama. Jika ada satu proses yang tidak memanggil, program akan ''deadlock''.
* '''Blocking''': Pemanggilan akan kembali (''return'') setelah ''buffer'' lokal aman untuk digunakan kembali; bukan setelah semua proses menerima data.

Perlu dicatat bahwa proses ''root'' juga memanggil <code>MPI_Bcast</code>, bukan hanya proses penerima. Ini berbeda dari pola ''send/recv'' di ''point-to-point'' communication.

== Contoh penggunaan ==

Contoh: ''root'' (rank 0) menyiarkan sebuah matriks <code>B</code> berukuran 1024×1024 ke seluruh proses.

<syntaxhighlight lang="c">
#include <mpi.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
MPI_Init(&argc, &argv);

int rank, size;
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

const int N = 1024;
float *B = (float*) malloc(N * N * sizeof(float));

if (rank == 0) {
// Hanya root yang menginisialisasi data
for (int i = 0; i < N * N; i++) {
B[i] = (float) i;
}
}

// Semua proses memanggil MPI_Bcast
MPI_Bcast(B, N * N, MPI_FLOAT, 0, MPI_COMM_WORLD);

// Setelah baris ini, semua proses memiliki salinan B yang identik

free(B);
MPI_Finalize();
return 0;
}
</syntaxhighlight>

== Pola penggunaan umum ==

<code>MPI_Bcast</code> sering muncul dalam pola berikut:

* '''Distribusi parameter konfigurasi''' dari ''root'' ke seluruh ''worker'' di awal program.
* '''Distributed matrix multiplication''' (''C = A × B''): matriks <code>A</code> di-''scatter'' per baris dengan {{ml|MPI_Scatterv}}, sementara matriks <code>B</code> disiarkan utuh dengan <code>MPI_Bcast</code> karena setiap proses memerlukan seluruh <code>B</code> untuk menghitung bagiannya.
* '''Iterative solver''' (misal Jacobi, Conjugate Gradient): broadcast nilai konvergensi atau ''global reduction result'' tiap iterasi.

== Implementasi internal ==

Implementasi MPI modern (Open MPI, MPICH) tidak melakukan ''broadcast'' secara naif (root mengirim ke tiap proses satu per satu). Sebaliknya, digunakan algoritma berbasis topologi seperti:

* '''Binomial tree''': kompleksitas {{math|O(log P)}} langkah komunikasi, cocok untuk pesan kecil.
* '''Scatter + Allgather (Van de Geijn)''': lebih efisien untuk pesan besar karena memanfaatkan ''bandwidth'' agregat.
* '''Pipeline''': memecah pesan besar menjadi ''chunk'' yang dialirkan ''overlap''.

Pemilihan algoritma dilakukan otomatis oleh MPI runtime berdasarkan ukuran pesan, jumlah proses, dan topologi jaringan.

== Performa ==

Biaya komunikasi <code>MPI_Bcast</code> dapat dimodelkan secara kasar dengan:

<math>T_\text{bcast} \approx \alpha \log_2 P + \beta \cdot n</math>

dengan:
* <math>\alpha</math> = ''latency'' per pesan
* <math>\beta</math> = waktu per ''byte''
* <math>n</math> = ukuran pesan dalam ''byte''
* <math>P</math> = jumlah proses

Konsekuensinya:
* Untuk pesan kecil, '''latency''' (<math>\alpha</math>) yang dominan; semakin banyak proses semakin lama.
* Untuk pesan besar, '''bandwidth''' (<math>\beta \cdot n</math>) yang dominan; pengaruh jumlah proses berkurang.

Pada ''cluster'' heterogen (misal mencampur ''node'' cepat dan lambat), <code>MPI_Bcast</code> akan terhambat oleh ''node'' terlambat karena sifat ''synchronous''-nya. Semua proses harus selesai menerima sebelum operasi dianggap selesai.

== Hubungan dengan primitif lain ==

{| class="wikitable"
! Primitif !! Arah data !! Keterangan
|-
| {{ml|MPI_Bcast}} || 1 → N || Semua proses menerima data yang sama dari ''root''.
|-
| {{ml|MPI_Scatter}} || 1 → N || ''Root'' membagi data menjadi potongan-potongan ke tiap proses.
|-
| {{ml|MPI_Gather}} || N → 1 || ''Root'' mengumpulkan data dari semua proses.
|-
| {{ml|MPI_Allgather}} || N → N || Semua proses memiliki gabungan data dari semua proses.
|-
| {{ml|MPI_Reduce}} || N → 1 || ''Root'' menerima hasil agregasi (sum, max, dll).
|}

== Catatan ==

* Sejak MPI-3, tersedia versi ''non-blocking'' yaitu {{ml|MPI_Ibcast}} yang memungkinkan ''overlap'' komunikasi dengan komputasi.
* Buffer di proses ''root'' '''tidak boleh''' di-''alias''-kan dengan buffer penerima; meskipun praktiknya buffer yang sama digunakan untuk in/out.

MPI: Bcast - Revision history