python multiprocessing not using 100% CPU for perfectly parallel, CPU-limited problem

I am trying to parallelize the execution of a python code that solves a numerical problem. It’s a relatively complicated code making heavy use of numpy. I want to solve the numerical problem for a large set of parameters. This should be easy to parallelize: just let different processes solve the problem for different regions of the parameter space.

Here is some (pseudo-)code illustrating how I attempted the parallelization over a 2D parameter space:

import numpy as np
import itertools
from multiprocessing import Pool
import MyNumericalProblemSolver

chunksize = 100
n_values_per_param = 50
n_CPUs = 8
p1_values = np.logspace(1,2,n_values_per_param)
p2_values = np.logspace(3,5,n_values_per_param)
param_iterator = itertools.product(p1_values,p2_values)
solver = MyNumericalProblemSolver()
def wrapper(params):
    p1,p2 = params
    solver.set_parameters(p1=p1,p2=p2)
    solver.solve()

p = Pool(n_CPUs)
p.map(wrapper,param_iterator,chunksize=chunksize)

Execution of the above code typically takes several minutes. My laptop has 8 CPUs (output of multiprocessing.cpu_count()), so I expect a performance improvement of roughly a factor 8. However, what I see is an improvement of only a factor 1.5.
The interesting thing is the CPU usage:

  • If I don’t use multiprocessing, then 1 CPU is using 100%
  • n_CPUs = 1: 1 CPU is using 100%
  • n_CPUs = 2: 2 CPUs, each using 100%
  • n_CPUs = 4: 4 CPUs, each using 50%
  • n_CPUs = 8: 8 CPUs, each using 25%

So it looks like the maximum total usage is 200%. I don’t understand why this is happening. I confirmed that when I start the program without multiprocessing in 8 different terminals, I get 8 CPUs each using 100%. Things I tried so far:

  • change the chunksize; doesn’t help, small or large chunk sizes give the same performance
  • there are several similar questions mentioning that numpy (and other libraries) can mess with the core affinity (e.g. Why does multiprocessing use only a single core after I import numpy?, multiprocessing not achieving full CPU usage on dual-processor windows machine, Multiprocessing.Pool makes Numpy matrix multiplication slower). So I tried os.system(f"taskset -p 0xff {os.getpid()}") to reset the CPU affinity after importing numpy, but it doesn’t change anything. If I do os.sched_getaffinity(0) before and after importing numpy, I get the same output: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}.

At this point I am running out of ideas of how to tackle this issue. I am running all this in a conda virtual env using python 3.11 on Ubuntu 22.04.

New contributor

miraculix is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật