Проблемы исследования эффективности суперкомпьютеров. Тест LInpack. Комаров С.А., аспирант 1 г.о. Научные руководители: к.ф.-м.н., доц. Попова Н.Н. чл.-корр. - презентация

1 Проблемы исследования эффективности суперкомпьютеров. Тест LInpack. Комаров С.А., аспирант 1 г.о. Научные руководители: к.ф.-м.н., доц. Попова Н.Н. чл.-корр. РАН Королев Л.Н.

2 Измерение производительности Основной единицей измерения производительности является время.

3 Астрономическое время время ответа (response time) время выполнения(execution time) прошедшее время (elapsed time)

4 Время ЦП (CPU time) время, потраченное ЦП на выполнение программы пользователя(пользовательское время ЦП) время ЦП, затраченное ОС на выполнение заданий, затребованных программой, и называемое системным временем ЦП.

5 Другие единицы измерения производительности MIPS - (миллион команд в секунду) MFLOPS – (миллионах элементарных арифметических операций над числами с плавающей точкой, выполненных в секунду).

6 Существующие тестовые пакеты Dhrystone Тесты Spec Тесты AIM HP Linpack

7 Тесты SPEC CINT92 - измеряет производительность процессора при обработке целых чисел, CFP92 - измеряет производительность процессора при обработке чисел с плавающей точкой. Результаты на основе эталонной машины VAX 11/780

8 Тесты AIM Универсальная смесь для рабочих станций (General Workstation Mix) - моделирует работу рабочей станции в среде разработки программного обеспечения. Смесь для механического САПР (Mechanical CAD Mix) моделирует рабочую станцию, используемую для трехмерного моделирования и среды системы автоматизации проектирования в механике. Смесь для геоинформационных систем (GIS Mix) - моделирует рабочую станцию, используемую для обработки изображений и в приложениях геоинформацинных систем. Смесь универсальных деловых приложений (General Business) - моделирует рабочую станцию, используемую для выполнения таких стандартных инструментальных средств, как электронная почта, электронные таблицы, база данных, текстовый процессор и т.д. Многопользовательская смесь (Shared/Multiuser Mix) моделирует многопользовательскую систему, обеспечивающую обслуживание приложений для множества работающих в ней пользователей. Смесь для вычислительного (счетного) сервера (ComputeServer Mix) - моделирует систему, используемую для выполнения заданий с большим объемом вычислений, таких как маршрутизация PCB, гидростатическое моделирование, вычислительная химия, взламывание кодов и т.д. Смесь для файл-сервера (File Server Mix) - моделирует запросы, поступающие в систему, используемую в качестве централизованного файлового сервера, включая ввод/вывод и вычислительные мощности для других услуг по запросу. Смесь СУБД (RBMS Mix) - моделирует систему, выполняющую ответственные приложения управления базой данных.

9 Исследование проблематики и актуальность Производительность параллельных приложений экспертно оценивается как < 20% от пиковой.

10 High Performance Linpack 2.0 Тест состоит в решении СЛАУ вида Ax=b методом LU факторизации. Настройка Linpack производится путем изменения 17 параметров запуска в настроечном файле.

11 Пример настроечного файла пакета High Performance Linpack device out (6=stdout,7=stderr,file) 4 # of problems sizes (N) Ns 4 # of NBs NBs 0 PMAP process mapping (0=Row-,1=Column-major) 3 # of process grids (P x Q) Ps Qs 16.0 threshold 3 # of panel fact PFACTs (0=left, 1=Crout, 2=Right) 2 # of recursive stopping criterium 2 4 NBMINs (>= 1) 1 # of panels in recursion 2 NDIVs 3 # of recursive panel fact RFACTs (0=left, 1=Crout, 2=Right) 1 # of broadcast 0 BCASTs (0=1rg,1=1rM,2=2rg,3=2rM,4=Lng,5=LnM) 1 # of lookahead depth 0 DEPTHs (>=0) 2 SWAP (0=bin-exch,1=long,2=mix) 64 swapping threshold 0 L1 in (0=transposed,1=no-transposed) form 0 U in (0=transposed,1=no-transposed) form 1 Equilibration (0=no,1=yes) 8 memory alignment in double (> 0)

12 Пример результата выполнения пакета тестирования High Performance Linpack 2.0 ======================================================= T/V N NB P Q Time Gflops W00C2L e ||Ax-b||_oo / ( eps * ||A||_1 * N ) = PASSED ||Ax-b||_oo / ( eps * ||A||_1 * ||x||_1 ) = PASSED ||Ax-b||_oo / ( eps * ||A||_oo * ||x||_oo ) = PASSED

13 Масштабируемость задач линейной алгебры на BlueGene/P Сильная масштабируемость - зависимость эффективной производительности системы от количества используемых процессоров Размер задачи N=70 000

14 Масштабируемость задач линейной алгебры на BlueGene/P Слабая масштабируемость – зависимость эффективной производительности системы от количества используемых процессоров и размера задачи. Минимальный размер задачи N=70000 (на 128 процессорах) и далее объем данных растет пропорционально количеству используемых процессоров

15 Спасибо за внимание