NAS Parallel Benchmarks

NAS Parallel Benchmarks — набір тестів продуктивності націлених на перевірку можливостей високопаралельних суперкомп'ютерів. Вони були розроблені на початку 1990-х в рамках програми NASA Numerical Aerodynamic Simulation Program[1] і підтримуються в NASA Advanced Supercomputing (NAS) Division, розташованому в NASA Ames Research Center.

Історія

Більш ранні, ніж NPB, пакети тестових програм, такі як Livermore loops, LINPACK benchmarks і NAS Kernel Benchmark Program, були орієнтовані на векторні комп'ютери. Багато з них швидко стали неадекватні, в тому числі через обмеження, пов'язані з налаштуванням наведеного паралелізму, і недостатній розмір проблем, які не відповідали паралельним системам. Також погано для них підходили і промислові додатки, що працюють у режимі оцінки продуктивності, через велику вартість їх портування на паралельну систему і неможливості автоматичного їх розпаралелювання на великі системи.

Набір тестів NAS Parallel Benchmarks був розроблений у 1991-1992 роках в NASA Ames[1]. Метою створення пакету тестів стала можливість оцінити продуктивність суперкомп'ютерів за кілька годин. До пакету увійшли обчислювальні ядра, найбільш часто виникали при чисельному моделюванні польоту космічного апарата при рішенні завдань гідро - і аеродинаміки[1].

Спочатку творцями NPB був створений набір правил і рекомендацій для реалізації тестів, що задає допустимі мови програмування, алгоритми, розмірності даних, обмеження на розпаралелювання, організації введення і виводу даних, виміру часу і публікації результатів. У першій випущеної версії, NPB 1, було визначено 8 тестів (EP, MG, CG, FT, LU, SP, BT[2]) і надавалися приклади реалізації на Fortran 77[3].

Пізніше ними була написана публічно доступна програмна реалізація, що отримала версію 2.0 (1995-1996 роки[4]). У версіях 2.3 (1997) і 2.4 (2002) пакет NPB був доповнений варіантом, розпаралеленим з допомогою стандарту MPI.

У версії NPB 3 були додані реалізації з розпаралелювання OpenMP, а також на мовах Java і High Performance Fortran.

Тести

В версії 3.3 пакет NPB 3.3 включає в себе 11 тестів.

Тест Повна назва Версія створення Опис Зауваження
MG MultiGrid — множинна сітка NPB 1[2] Апроксимація рішення тривимірного дискретного рівняння Пуассона за допомогою V-циклового багатосіточного методу
CG Conjugate Gradient —

пов'язаний градієнт

 Наближення до найменшого своїм значенням великий розрідженій симетричною позитивно певної матриці з використанням inverse iteration разом з методом сполучених градієнтів як підпрограми для вирішення СЛАР
FT Fast Fourier Transform — швидке перетворення Фур'є Рішення тривимірного рівняння в приватних похідних за допомогою Швидкого перетворення Фур'є (FFT)
IS Integer Sort — сортування цілих Сортування малих цілих чисел за допомогою карманого сортування[5]
EP Embarrassingly Parallel —

приголомшливо паралельний

 Сортування малих цілих чисел за допомогою Генерація незалежних нормально розподілених випадкових величин за допомогою

Marsaglia polar method

BT Block Tridiagonal Вирішує синтетичну систему нелінійних диф. рівнянь в приватних похідних (3-вимірної система рівнянь Нав'є-Стокса для стисливої ​​рідини або газу), використовуючи три алгоритму: блочна трехдіагональной схема з методом змінних напрямків (BT), скалярная пятідіагональная схема (SP) і метод симетричною послідовної верхньої релаксації (алгоритм SSOR , завдання LU).
  • У теста BT є підтип з великою інтенсивністю вводу-вивода[6]
  • Всі три версії теста мають мультизонні варіанти[7]
SP Scalar Pentadiagonal[8] — Скалярний пентадіагональний
LU Lower-Upper -розкладання за допомогою симетричного методу Гаусса-Зейделя [8]
UA Unstructured Adaptive[9] — Неструктурований Адаптивний NPB 3.1[10]

Рішення рівняння теплопровідності з урахуванням дифузії та конвекції в кубі. Джерело тепла рухливий, сітка нерегулярна і змінюється кожні 5 кроків.

* Використовується 3D Mortar method
DC Data Cube operator — оператор «куб даних»[11]
DT Data Traffic[10][12] — трафік даних NPB 3.2[10]   Симуляція обмінів даними між вузлами-джерелами, вузлами-обробниками і вузлами-споживачами Тільки MPI-версия

Література
  • Weeratunga, S.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S. та ін. (March 1994). "The NAS Parallel Benchmarks ". NAS Technical Report RNR-94-007. NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  • Bailey, D.; Harris, T.; Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A.; Yarrow, M. (December 1995), "The NAS Parallel Benchmarks 2.0", NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA

Примітки
  1. А.Н. Свистунов. Раздел «Оценка производительности кластерных систем». 2.2.
  2. David H Bailey,The NAS Parallel Benchmarks // David Padua, ed., Encyclopedia of Parallel Computing, Springer, Nov 2009
  3. Baily, D.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P.; Weeratunga, S. (March 1994), "The NAS Parallel Benchmarks", NAS Technical Report RNR-94-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  4. Bailey, D.; Harris, T.; Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A.; Yarrow, M. (December 1995), "The NAS Parallel Benchmarks 2.0 Архівовано 27 вересня 2011 у Wayback Machine.", NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  5. Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A. & Yarrow, M., "New Implementations and Results for the NAS Parallel Benchmarks 2"
  6. Wong, P. & van der Wijngaart, R. (January 2003), "NAS Parallel Benchmarks I/O Version 2.4" Архівовано 27 вересня 2011 у Wayback Machine., NAS Technical Report NAS-03-002, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  7. van der Wijngaart, R. & Jin, H. (July 2003), "NAS Parallel Benchmarks, Multi-Zone Versions" Архівовано 27 вересня 2011 у Wayback Machine., NAS Technical Report NAS-03-010, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  8. van der Wijngaart, R. (October 2002), "NAS Parallel Benchmarks Version 2.4" Архівовано 27 вересня 2011 у Wayback Machine., NAS Technical Report NAS-02-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  9. Feng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R. & Mavriplis, C. (July 2004), "Unstructured Adaptive (UA) NAS Parallel Benchmark, Version 1.0" Архівовано 27 вересня 2011 у Wayback Machine., NAS Technical Report NAS-04-006, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  10. NAS Parallel Benchmarks Changes.
  11. Frumkin, M. & Shabanov, L. (September 2004), "Benchmarking Memory Performance with the Data Cube Operator" Архівовано 27 вересня 2011 у Wayback Machine., NAS Technical Report NAS-04-013, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
  12. Communication Intensive Grid Benchmark DT[недоступне посилання з лютого 2019] // NASA Ames, 2004

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.