NAS Parallel Benchmarks

Перейти к навигацииПерейти к поиску
NAS Parallel Benchmarks
Типпромышленный бенчмарк
РазработчикNASA Advanced Supercomputing Division
Написана наФортран, Си
Первый выпуск1991 (1991)
Аппаратная платформа кросс-платформенная
Последняя версия3.4
Сайтnas.nasa.gov/Software/NP…

NAS Parallel Benchmarks — набор тестов производительности нацеленных на проверку возможностей высокопараллельных суперкомпьютеров. Они были разработаны в начале 1990-х годов в рамках программы NASA Numerical Aerodynamic Simulation Program[1] и поддерживаются в NASA Advanced Supercomputing (NAS) Division, расположенном в NASA Ames Research Center.

История

Более ранние, чем NPB, пакеты тестовых программ, такие как Livermore loops, LINPACK Benchmark и NAS Kernel Benchmark Program, были ориентированны на векторные компьютеры. Многие из них быстро стали неадекватны, в том числе из-за ограничений, связанный с настройкой наведённого параллелизма, и недостаточного размера проблем, которые не соответствовали параллельным системам. Также плохо для них подходили и промышленные приложения, работающие в режиме оценки производительности, из-за большой стоимости портирования их на параллельную систему и невозможности автоматического их распараллеливания на большие системы.

Набор тестов NAS Parallel Benchmarks был разработан в 1991—1992 годах в NASA Ames[1]. Целью создания пакета тестов стала возможность оценить производительность суперкомпьютеров за несколько часов. В пакет вошли вычислительные ядра, наиболее часто возникавшие при численном моделировании полёта космического аппарата при решении задач гидро- и аэродинамики[1].

Изначально создателями NPB был создан набор правил и рекомендаций для реализации тестов, задающая допустимые языки программирования, алгоритмы, размерности данных, ограничения на распараллеливание, организации ввода и вывода данных, замера времени и публикации результатов. В первой выпущенной версии, NPB 1, было определено 8 тестов (EP, MG, CG, FT, LU, SP, BT[2]) и предоставлялись примеры реализации на Fortran 77[3].

Затем ими была написана публично доступная программная реализация, получившая версию 2.0 (1995—1996 годы[4]). В версиях 2.3 (1997) и 2.4 (2002) пакет NPB был дополнен вариантом, распараллеленным с помощью стандарта MPI.

В версии NPB 3 были добавлены реализации с распараллеливанием OpenMP, а также на языках Java и High Performance Fortran.

Тесты

В версии 3.3 пакет NPB 3.3 включает в себя 11 тестов.

ТестПолное название[5]Версия появленияОписание[5]Замечания
MGMultiGrid — множественная сетка NPB 1[2][5]Аппроксимация решения трёхмерного дискретного уравнения Пуассона при помощи V-циклового многосеточного метода
CGConjugate Gradient — сопряжённый градиент Приближение к наименьшему собственному значению большой разреженной симметричной положительно-определённой матрицы с использованием inverse iteration вместе с методом сопряжённых градиентов в качестве подпрограммы для решения СЛАУ
FTFast Fourier Transform — Быстрое преобразование Фурье Решение трёхмерного уравнения в частных производных при помощи Быстрого преобразования Фурье (FFT)
ISInteger Sort — сортировка целых Сортировка малых целых чисел при помощи карманной сортировки[6]
EPEmbarrassingly Parallel — Чрезвычайно параллельныйГенерация независимых нормально распределённых случайных величин при помощи en:Marsaglia polar method
BTBlock Tridiagonal Решает синтетическую систему нелинейных диф. уравнений в частных производных (3-мерная система уравнений Навье — Стокса для сжимаемой жидкости или газа), используя три алгоритма: блочная трёхдиагональная схема с методом переменных направлений (BT), скалярная пятидиагональная схема (SP) и метод симметричной последовательной верхней релаксации (алгоритм SSOR, задача LU).
  • У теста BT есть подтип с большой интенсивностью ввода-вывода[7]
  • Все три версии теста имеют мультизонные варианты[8]
SPScalar Pentadiagonal[9] — Скалярный пентадиагональный
LULower-Upper разложение при помощи симметричного метода Гаусса — Зейделя [9]
UAUnstructured Adaptive[10] — Неструктурированный адаптивный NPB 3.1[11]Решение уравнения теплопроводности с учётом диффузии и конвекции в кубе. Источник тепла подвижен, сетка нерегулярна и меняется каждые 5 шагов.[12]Используется 3D Mortar method
DCData Cube operator — оператор «куб данных»[13]
DTData Traffic[11][14] — трафик данныхNPB 3.2[11] Симуляция обменов данными между узлами-источниками, узлами-обработчиками и узлами-потребителямиТолько MPI-версия

Литература

  • Weeratunga, S.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P. (March 1994), "The NAS Parallel Benchmarks" (PDF), NAS Technical Report RNR-94-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. {{citation}}: Указан более чем один параметр |first1= and |first= (); Указан более чем один параметр |last1= and |last= ()CS1 maint: year (ссылка)
  • 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.

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 А. Н. Свистунов. Раздел «Оценка производительности кластерных систем». 2.2. NAS Parallel Benchmarks. Учебный курс «Технологии построения и использования кластерных систем». Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (2007). Дата обращения: 8 января 2015. Архивировано 20 мая 2017 года.
  2. ↑ 1 2 David H Bailey, The NAS Parallel Benchmarks Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine // 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 Архивная копия от 22 декабря 2016 на 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. (December 1995), "The NAS Parallel Benchmarks 2.0", Архивировано 27 сентября 2011 года., NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA.
  5. ↑ 1 2 3 Weeratunga, S.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P. (March 1994), "The NAS Parallel Benchmarks" (PDF), NAS Technical Report RNR-94-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано (PDF) 22 декабря 2016, Дата обращения: 8 января 2015. {{citation}}: Указан более чем один параметр |first1= and |first= (); Указан более чем один параметр |last1= and |last= ()CS1 maint: year (ссылка) Источник. Дата обращения: 8 января 2015. Архивировано 22 декабря 2016 года.
  6. ↑ Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A.; Yarrow, M., "New Implementations and Results for the NAS Parallel Benchmarks 2" (PDF), Источник, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано из оригинала (PDF) 6 февраля 2017, Дата обращения: 4 сентября 2010. Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано 6 февраля 2017 года.
  7. ↑ Wong, P.; van der Wijngaart, R. (January 2003), "NAS Parallel Benchmarks I/O Version 2.4" (PDF), NAS Technical Report NAS-03-002, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011, Дата обращения: 4 сентября 2010.{{citation}}: CS1 maint: year (ссылка) Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  8. ↑ van der Wijngaart, R.; Jin, H. (July 2003), "NAS Parallel Benchmarks, Multi-Zone Versions" (PDF), NAS Technical Report NAS-03-010, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011, Дата обращения: 4 сентября 2010.{{citation}}: CS1 maint: year (ссылка) Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  9. ↑ 1 2 van der Wijngaart, R. (October 2002), "NAS Parallel Benchmarks Version 2.4" (PDF), NAS Technical Report NAS-02-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011, Дата обращения: 4 сентября 2010.{{citation}}: CS1 maint: year (ссылка) Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  10. ↑ Feng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R.; Mavriplis, C. (July 2004), "Unstructured Adaptive (UA) NAS Parallel Benchmark, Version 1.0" (PDF), NAS Technical Report NAS-04-006, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011, Дата обращения: 4 сентября 2010.{{citation}}: CS1 maint: year (ссылка) Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  11. ↑ 1 2 3 NAS Parallel Benchmarks Changes. NASA Advanced Supercomputing Division. Дата обращения: 17 марта 2009. Архивировано из оригинала 3 мая 2012 года.
  12. ↑ http://www.exascale.ru/shmem.pdf (недоступная ссылка); Альтернативные модели программирования Высокоскоростных коммуникационных сетей Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine, Корж А. А., НИЦЭВТ, с. 31.
  13. ↑ Frumkin, M.; Shabanov, L. (September 2004), "Benchmarking Memory Performance with the Data Cube Operator" (PDF), NAS Technical Report NAS-04-013, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011, Дата обращения: 4 сентября 2010.{{citation}}: CS1 maint: year (ссылка) Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  14. ↑ Communication Intensive Grid Benchmark DT (недоступная ссылка) // NASA Ames, 2004.

Ссылки