NAS Parallel Benchmarks

NAS Parallel Benchmarks
Tip de reper industrial
Dezvoltator Divizia de supercalculare avansată a NASA
Scris in Fortran, C
Prima editie 1991 ( 1991 )
Platformă hardware multiplatformă
ultima versiune 3.4
Site-ul web nas.nasa.gov/Software/NP…

NAS Parallel Benchmarks  este un set de benchmarkuri concepute pentru a testa capacitățile supercalculatoarelor extrem de paralele . Ele au fost dezvoltate la începutul anilor 1990 de către NASA Numerical Aerodynamic Simulation Program [1] și sunt menținute de către NASA Advanced Supercomputing Division (NAS) situată la NASA Ames Research Center .

Istorie

Pachetele de benchmark anterioare NPB, cum ar fi buclele Livermore , LINPACK Benchmark și programul NAS Kernel Benchmark , au fost vizate de computere vector. Multe dintre acestea au devenit rapid inadecvate, în parte din cauza limitărilor asociate cu paralelismul indus de reglare și a dimensiunii insuficiente a problemelor care nu se potriveau sistemelor paralele. Aplicațiile industriale care rulează în modul de evaluare a performanței erau, de asemenea, prost potrivite pentru ele, din cauza costului ridicat de portare a acestora într-un sistem paralel și a imposibilității de a le paraleliza automat cu sisteme mari.

Suita de teste NAS Parallel Benchmarks a fost dezvoltată în 1991-1992 la NASA Ames [1] . Scopul creării unui pachet de testare a fost de a evalua performanța supercalculatoarelor în câteva ore. Pachetul include nuclee de calcul care au apărut cel mai adesea în simularea numerică a zborului unei nave spațiale în rezolvarea problemelor de hidro- și aerodinamică [1] .

Inițial, creatorii NPB au creat un set de reguli și recomandări pentru implementarea testelor, specificând limbaje de programare acceptabile, algoritmi, dimensiuni ale datelor, restricții privind paralelizarea, organizarea intrării și ieșirii datelor, măsurarea timpului și publicarea rezultatelor. Prima versiune lansată, NPB 1, a definit 8 teste (EP, MG, CG, FT, LU, SP, BT [2] ) și a oferit exemple de implementare în Fortran 77 [3] .

Apoi au scris o implementare software disponibilă public, care a primit versiunea 2.0 (1995-1996 [4] ). În versiunile 2.3 (1997) și 2.4 (2002), pachetul NPB a fost completat cu o variantă paralelizată folosind standardul MPI.

În versiunea NPB 3, implementările au fost adăugate cu paralelizare OpenMP, precum și în Java și Fortran de înaltă performanță .

Teste

În versiunea 3.3, pachetul NPB 3.3 include 11 teste.

Test Nume complet [5] Varianta de aspect Descriere [5] Remarci
MG M ulti Grid - grilă multiplă NPB 1 [2] [5] Aproximarea soluției la ecuația Poisson tridimensională discretă folosind metoda V-Cycle Multigrid
CG C onjugate G radient — gradient conjugat Aproximarea la cea mai mică valoare proprie a unei matrice simetrice pozitiv-definite rară și rare folosind iterația inversă împreună cu metoda gradientului conjugat ca rutină pentru rezolvarea SLAE
FT Transformată Fourier rapidă — Transformată Fourier rapidă Rezolvarea unui PDE 3D cu transformarea rapidă Fourier (FFT)
ESTE Integer S ort - sortarea numerelor întregi Sortarea numerelor întregi mici folosind sortarea de buzunar [6]
EP Penibil de paralel - Extrem de paralel Generarea de variabile aleatoare independente distribuite normal folosind metoda polară en:Marsaglia
BT B lock T ridiagonal Rezolvă un sistem sintetic de diferenţiale neliniare. ecuații diferențiale parțiale (sistem tridimensional de ecuații Navier-Stokes pentru un lichid sau gaz compresibil) folosind trei algoritmi: o schemă tridiagonală bloc cu metoda direcției alternative (BT), o schemă scalară cu cinci diagonale (SP) și o schemă succesivă simetrică metoda suprarelaxării (algoritmul SSOR, problema LU).
  • Testul BT are un subtip cu intensitate mare I/O [7]
  • Toate cele trei versiuni ale testului au opțiuni pentru mai multe zone [8]
SP Scalar P entadiagonal [ 9 ]  — Scalar pentadiagonal
LU Expansiune inferioară - superioară folosind metoda simetrică Gauss - Seidel [9]
U.A. Unstructurat A daptive [ 10]  — Adaptativ nestructurat NPB 3.1 [11] Rezolvarea ecuației căldurii ținând cont de difuzie și convecție într-un cub. Sursa de caldura este mobila, grila este neregulata si se schimba la fiecare 5 trepte. [12] Metoda Mortar 3D folosită
DC Operator Data Cube - operator "data cube" [ 13]
DT Trafic de date [ 11] [ 14] - trafic de date NPB 3.2 [11]  Simularea schimburilor de date între nodurile sursă, nodurile procesorului și nodurile consumatoare Numai versiunea MPI

Literatură

Note

  1. ↑ 1 2 3 A. N. Svistunov. Secțiunea „Evaluarea performanței sistemelor cluster”. 2.2. NAS Parallel Benchmarks . Curs de formare „Tehnologii pentru construirea și utilizarea sistemelor cluster” . Universitatea de Stat din Nijni Novgorod N. I. Lobaciovski (2007). Preluat la 8 ianuarie 2015. Arhivat din original la 20 mai 2017.
  2. ↑ 1 2 David H Bailey, The NAS Parallel Benchmarks Arhivat la 5 martie 2016 la Wayback Machine // David Padua, ed., Encyclopedia of Parallel Computing, Springer, noiembrie 2009.
  3. ↑ Baily, D.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P.; Weeratunga, S. (martie 1994), „ The NAS Parallel Benchmarks Archived 22 decembrie 2016 at the Wayback Machine ”, 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. (decembrie 1995), " The NAS Parallel Benchmarks 2.0 ", Arhivat 2011-09-27 , NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA.
  5. ↑ 1 2 3 Weeratunga, D.; Barscz, E.; Barton, J. & Browning, D. (martie 1994), The NAS Parallel Benchmarks , NAS Technical Report RNR-94-007 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Arhivat la 22 decembrie 2016 la Wayback Machine 
  6. ↑ Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A. & Yarrow, M., Noi implementări și rezultate pentru NAS Parallel Benchmarks 2 Arhivat 6 februarie 2017 la Wayback Machine 
  7. ↑ Wong, P. & van der Wijngaart, R. (ianuarie 2003), NAS Parallel Benchmarks I/O Version 2.4 , NAS Technical Report NAS-03-002 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Arhivat 27 septembrie 2011 la mașina Wayback 
  8. ↑ van der Wijngaart, R. & Jin, H. (iulie 2003), NAS Parallel Benchmarks, Multi-Zone Versions , NAS Technical Report NAS-03-010 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Arhivat 27 septembrie 2011 la mașina Wayback 
  9. ↑ 1 2 van der Wijngaart, R. (octombrie 2002), NAS Parallel Benchmarks Version 2.4 , NAS Technical Report NAS-02-007 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Arhivat 27 septembrie 2011 la Wayback Machine 
  10. ↑ Feng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R. & Mavriplis, C. (iulie 2004), Unstructured Adaptive (UA) NAS Parallel Benchmark, Version 1.0 , NAS Technical Report NAS-04-006 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Arhivat 27 septembrie 2011 la mașina Wayback 
  11. ↑ 1 2 3 NAS Parallel Benchmarks Modificări (link nu este disponibil) . Divizia de supercalculare avansată a NASA. Preluat la 17 martie 2009. Arhivat din original la 3 mai 2012. 
  12. ↑ http://www.exascale.ru/shmem.pdf  (link inaccesibil) ; Modele alternative de programare pentru rețelele de comunicație de mare viteză Arhivat 4 martie 2016 la Wayback Machine , Korzh A. A., NICEVT, p. 31.
  13. ↑ Frumkin, M. & Shabanov, L. (septembrie 2004), Benchmarking Memory Performance with the Data Cube Operator , NAS Technical Report NAS-04-013 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Arhivat 27 septembrie 2011 la Wayback machine 
  14. ↑ Communication Intensive Grid Benchmark DT  (link indisponibil) // NASA Ames, 2004.

Link -uri