Nas Parallel Benchmark的通信特點

首先,介紹一下Nas Parallel Benchmark,其縮寫爲NPB,中文翻譯爲NAS並行基準測試程序。NPB是由美國國家航空航天局開發的一套代表流體動力學計算的應用程序集,它已經成爲公認的用於評測大規模並行機和超級計算機的標準測試程序。NPB由8個程序組成,包括5個核心程序和3個模擬應用,分別從不同的方面反映了流體動力學計算的特點。NPB中每個基準測試程序有5類問題規模,分別爲A、B、C和S、W。其中,A類的規模最小,C類的規模最大,而W(Workstation)類通常用於工作站,S(Sample)類是樣例程序。NPB中每個應用都有其各自的特點,其中IS基準程序由C 語言編寫,大部分計算是整數算術運算,其它7個基準程序均由FORTRAN 77編寫,是浮點密集型計算。

其次,介紹一下它的各個應用的通信特點:

1.整數排序(IS)基準測試檢測整數計算速度和通信能力,它檢測並行排序操作,不包含浮點運算;但使用了顯著的通信數據。整數排序對通信潛伏期敏感,因此低潛伏期的互相連接和高帶寬在大量通信的應用中,尤如在IS中,傾向於有較好的性能。

2.繁雜並行(EP)檢測按照特殊的方案產生一對高斯無序偏差。主要執行浮點數計算,EP顯著的特點是不執行任何處理器間的通信,因此用不同的互相連接得到的結果顯示同樣的執行特點。

3.快速Fourier轉換(FT)檢測長距離的通信,利用快速傅立葉變換來解一個求解3維的偏微分方程,有大量計算的FT執行多種譜分析方法的實質性任務。

4.多柵格基準測試(MG)檢測短距和長距的高度結構化的通信。MG是一個簡化的多柵格核心,它有不變的係數而不是類似於許多滯彈性應用的可變係數問題。

5.共軛梯度方程求解(CG)基準測試檢測不規則的長距離通信。CG基準測試使用共軛梯度方法計算較大的稀疏對稱有限矩陣的最小特徵值。CG是典型的非結構柵格計算,因爲它是使用非規則的長距離通信和稀疏矩陣矢量乘法。

6.上下對角線(LU)檢測細小塊通信。此基準測試採用對稱的連續鬆弛數字方案求解規則的稀疏方塊5×5的下面和上面的三角矩陣系統。在LU中大多數的MPI通信使用“方塊化”MPI發送和MPI接收。此外其大都是較小片段的通信,而且信息尺寸跨越一個數量級。由於算法實現上沒有高度並行化,大多數MPI操作處於阻塞模式。其性能瓶頸主要發生在網絡互連方面。

7.標量五角(SP)和塊狀三角(BT)傾向於檢測計算和通信之間的平衡。與其它程序的不同的是,SP和BT需要處理器的平方數。在此兩個基準測試中,對非對角性的SP和BT方程的多個獨立系統分別求解。雖然SP和BT是相似的,但在通信與計算的比率上有基本的差別,SP比BT有更高的通信強度。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章