NAS Parallel Benchmarks

NAS Parallel Benchmarks
Тип промышленный бенчмарк
Разработчик NASA Advanced Supercomputing Division
Написана на Фортран, Си
Дата выпуска 1991 (1991)
Аппаратная платформа кросс-платформенная
Последняя версия 3.4
Сайт nas.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.

Тест Полное название[5] Версия появления Описание[5] Замечания
MG MultiGrid — множественная сетка NPB 1[2][5] Аппроксимация решения трёхмерного дискретного уравнения Пуассона при помощи V-циклового многосеточного метода
CG Conjugate 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
FT Fast Fourier Transform — Быстрое преобразование Фурье Решение трёхмерного уравнения в частных производных при помощи Быстрого преобразования Фурье (FFT)
IS Integer Sort — сортировка целых Сортировка малых целых чисел при помощи карманной сортировки[6]
EP Embarrassingly Parallel — Чрезвычайно параллельный Генерация независимых нормально распределённых случайных величин при помощи en:Marsaglia polar method
BT Block 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]
SP Scalar Pentadiagonal[9] — Скалярный пентадиагональный
LU Lower-Upper разложение при помощи симметричного метода Гаусса — Зейделя [9]
UA Unstructured 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
DC Data Cube operator — оператор «куб данных»[13]
DT Data Traffic[11][14] — трафик данных NPB 3.2[11]  Симуляция обменов данными между узлами-источниками, узлами-обработчиками и узлами-потребителями Только MPI-версия

Литература

  • Weeratunga, S.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P. (Март 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= (справка); Указан более чем один параметр |last1= and |last= (справка)
  • 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. (Март 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= (справка); Указан более чем один параметр |last1= and |last= (справка) 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. (Январь 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. Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  8. ↑ van der Wijngaart, R.; Jin, H. (Июль 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. Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  9. ↑ 1 2 van der Wijngaart, R. (Октябрь 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. Источник. Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года.
  10. ↑ Feng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R.; Mavriplis, C. (Июль 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. 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. (Сентябрь 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. 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

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.