MPI 入门：oneAPI 安装与第一个并行环境

摘要：多节点并行计算的第一步是装好 MPI 环境。本文用离线安装包（内网交付场景最常见的方式）完整走一遍 Intel oneAPI Base + HPC Toolkit 的安装、环境加载和验证，全程可复现。

1. 为什么需要 MPI

单机多核可以用 OpenMP 或线程，但跨节点必须靠消息传递——这就是 MPI（Message Passing Interface）。HPL、NCCL 以外的传统 HPC 应用、以及多数科学软件都跑在 MPI 上。

本文环境：Intel oneAPI（内含 Intel MPI + MKL）。离线包体积大（Base 约 3.5 GB，HPC 约 1.3 GB），内网交付通常用离线安装。

2. 准备安装包

# 两个离线包（放到 /opt/inteloneapi/ 下）
l_BaseKit_p_2021.1.0.2659_offline.sh    # Base Toolkit
l_HPCKit_p_2021.1.0.2684_offline.sh     # HPC Toolkit（含 MPI）

为什么必须装两个

Base Toolkit 提供编译器、MKL 等基础组件；HPC Toolkit 提供 Intel MPI。只装 HPC 不装 Base，MPI 编译链接会缺基础库。

3. 静默安装（无界面）

# Base Toolkit
sh l_BaseKit_p_2021.1.0.2659_offline.sh -a --cli

# HPC Toolkit（必须与 Base 安装到同一路径，否则 MPI 找不到编译器）
sh l_HPCKit_p_2021.1.0.2684_offline.sh -a --cli

• -a：接受协议
• --cli：命令行界面（服务器无图形环境必须用）
• 默认安装到 /opt/intel2021/oneapi（也可在交互中指定目录）

安装完成后目录结构：

/opt/intel2021/oneapi/
├── compiler/latest      # DPC++/C++ 编译器
├── mkl/latest           # 数学核心库
├── mpi/latest           # Intel MPI
└── setvars.sh           # 环境变量入口

4. 加载环境（两种方式）

4.1 方式一：source setvars.sh（推荐）

source /opt/intel2021/oneapi/setvars.sh intel64 --force

4.2 方式二：module 方式

# 生成 modulefiles（一次性）
sh /opt/intel2021/oneapi/modulefiles-setup.sh
# 输出：oneAPI modulefiles folder is here: "/opt/intel2021/oneapi/modulefiles"

# 使用时加载
module load mpi/2021.1.1

5. 验证环境

# 1) mpirun 能找到
which mpirun
# /opt/intel2021/oneapi/intelpython/latest/bin/mpirun

# 2) 编译器能找到
which mpicc
# /opt/intel2021/oneapi/compiler/latest/.../mpicc

# 3) 版本
mpirun --version
# Intel(R) MPI Library for Linux* OS, Version 2021.x

6. 第一个命令

# 查看本机核数与 CPU 信息
lscpu | grep -E "^CPU\(s\)|Core|Socket|Model name"

7. 常见踩坑

7.1 mpirun: command not found

原因：新 shell 没执行 source setvars.sh（或没 module load）。MPI 不在 PATH 里。

source /opt/intel2021/oneapi/setvars.sh intel64 --force

7.2 多机运行连不上节点

• 先确认节点间 SSH 免密已配置
• hostfile 中每行一个节点名/地址
• 网络 fabric 指定（见下一篇文章）

7.3 --force 参数的作用

setvars.sh 在非交互/多版本环境可能拒绝覆盖已有变量，--force 强制设置。建议固定加上。

8. 下一步

环境就绪后，用 MPI Hello World 实战 跑通"编译 → 单机多进程 → 多机"全流程。