性能評測模型

1、SMP Cluster性能評測模型性能評測模型北京大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與分布式實驗室王宇并行計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)分類并行計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)分類l共享存儲體系結(jié)構(gòu)多個處理器通過對同一塊或多塊內(nèi)存單元的訪問來進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換；l分布式存儲體系結(jié)構(gòu)每一個處理單元都具有各自的局部存儲器；l其他體系結(jié)構(gòu)dataflow和systolic等。兩種典型的并行計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)兩種典型的并行計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)l共享存儲和分布式存儲模型SMP Cluster體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)l對稱多處理器機(jī)群系統(tǒng)結(jié)合了兩種不同的體系結(jié)構(gòu)，擁有混合的內(nèi)存模式。對于絕對性能的描述對于絕對性能的描述labsolute performance v.s. improve

2、ment due to parallelisml分解應(yīng)用程序運(yùn)行時間1 計算時間和數(shù)據(jù)訪問時間2 通信時間3 同步時間l描述通信時間BnTimeTransfer T0SMP Cluster的通信模型的通信模型l通信時間l通信開銷lSMP Cluster SpecificationBnTion TimeCommunicat0Overlapion TimeCommunication CostCommunicatOverlapBnTBnTion CostCommunicat222111SMP Cluster的計算通信模型的計算通信模型l應(yīng)用程序的運(yùn)行時間lWork Time：計算和數(shù)據(jù)訪問時間lCo

3、mmunication Cost：通信開銷lSynchronization Time：同步時間ation TimeSynchronizion CostCommunicatWork TimeeTotoal Tim實驗驗證平臺實驗驗證平臺l硬件：8結(jié)點SMP Cluster，2CPU SMP Pcsl軟件：Red Hat Linux6.1 MPICH1.2.2.l關(guān)于消息傳遞通信模型HMM v.s. SMMl結(jié)點內(nèi)通信的實現(xiàn)ch_shmem device基本性能參數(shù)的測量基本性能參數(shù)的測量l通信屬性額外開銷和帶寬基本性能參數(shù)的測量（續(xù)）基本性能參數(shù)的測量（續(xù)）l計算時間用相同算法對矩陣的遍歷w的引

4、入：對數(shù)據(jù)單元進(jìn)行處理的時間l同步時間用Laplace方程應(yīng)用程序中的同步算法進(jìn)行測量，對不同CPU數(shù)進(jìn)行測量對實際測量結(jié)果的分析同步操作的實現(xiàn)原理一個典型的并行應(yīng)用程序一個典型的并行應(yīng)用程序lLaplace程序的算法lLaplace程序的并行數(shù)據(jù)劃分Laplace程序的計算通信模型程序的計算通信模型l進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)通信l結(jié)合SMP Cluster性能模型l忽略了OverlapSynchTkTkBnBn loopin Work Time Loop TimeTime221121221實際測量及誤差分析實際測量及誤差分析l128128矩陣上的Laplace變換實際測量及誤差分析（續(xù)）實際測量及誤差

5、分析（續(xù)）l可以看出，在CPU數(shù)為8個以下的時候，理論值和實驗測量值之間的關(guān)系有一個共同的特點：理論值都小于測量值。而當(dāng)CPU數(shù)目增加到8個時，理論值接近實際測量值，甚至大于實際測量值。l理論值小于實際測量值時容易理解的，我們在理論評估時所選擇的性能參數(shù)，包括帶寬、額外開銷等都是選擇測量中的最優(yōu)值，盡量地排除了系統(tǒng)干擾的存在。而在應(yīng)用程序?qū)嶋H運(yùn)行的過程中，難免會有一些因素影響計算機(jī)的性能。所以理論值小于實際測量值是正常的。進(jìn)行理論評估的意義進(jìn)行理論評估的意義l我們可以使用這種方法對即將使用的應(yīng)用程序做一個簡單的可行性分析。這樣的分析在定量分析上的精確度可能并不是很高，但是將盡量給系統(tǒng)使用者一個感性上的認(rèn)識，有利于系統(tǒng)使用者提出可行的方案。另外，這個性能評估模型在進(jìn)行軟件開發(fā)的時候可以作為一個性能參考。利用這個模型，程序開發(fā)人員可以清楚地看到各個性能參數(shù)對整個程序的性能的影響，從而使他們能夠在構(gòu)造并行程序的時候考慮到這些性能細(xì)節(jié)，達(dá)到最大限度地提高性能的目的。結(jié)論結(jié)論l針對SMP Cluster體系結(jié)構(gòu)獨特的通信模式提出了一個在這種體系結(jié)構(gòu)下應(yīng)用