Interested Article - NAS Parallel Benchmarks

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 и поддерживаются в NASA Advanced Supercomputing (NAS) Division, расположенном в NASA Ames Research Center .

История

Более ранние, чем NPB, пакеты тестовых программ, такие как , LINPACK Benchmark и , 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 . 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 .

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 ) и предоставлялись примеры реализации на Fortran 77 .

Затем ими была написана публично доступная программная реализация, получившая версию 2.0 (1995—1996 годы ). 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	Версия появления	Описание	Замечания
MG	M ulti G rid — множественная сетка	NPB 1	Аппроксимация решения трёхмерного уравнения Пуассона при помощи V-циклового многосеточного метода
CG	C onjugate G radient — сопряжённый градиент		Приближение к наименьшему собственному значению большой разреженной симметричной положительно-определённой матрицы с использованием вместе с методом сопряжённых градиентов в качестве подпрограммы для решения СЛАУ
FT	Fast F ourier T ransform — Быстрое преобразование Фурье		Решение трёхмерного уравнения в частных производных при помощи Быстрого преобразования Фурье (FFT)
IS	I nteger S ort — сортировка целых		Сортировка малых целых чисел при помощи карманной сортировки
EP	E mbarrassingly P arallel — Чрезвычайно параллельный		Генерация независимых нормально распределённых случайных величин при помощи
BT	B lock T ridiagonal		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 Все три версии теста имеют мультизонные варианты
SP	S calar P entadiagonal — Скалярный пентадиагональный
LU	L ower- U pper разложение при помощи симметричного метода Гаусса — Зейделя
UA	U nstructured A daptive — Неструктурированный адаптивный	NPB 3.1	Решение уравнения теплопроводности с учётом диффузии и конвекции в кубе. Источник тепла подвижен, сетка нерегулярна и меняется каждые 5 шагов.	Используется 3D Mortar method
DC	operator — оператор «куб данных»	NPB 3.1
DT	D ata T raffic — трафик данных	NPB 3.2	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. (March 1994), (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), " ", NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA.

Примечания

↑ А. Н. Свистунов. . Учебный курс «Технологии построения и использования кластерных систем» . Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (2007). Дата обращения: 8 января 2015. 20 мая 2017 года.
↑ David H Bailey, от 5 марта 2016 на Wayback Machine // David Padua, ed., Encyclopedia of Parallel Computing, Springer, Nov 2009.
Baily, D.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P.; Weeratunga, S. (March 1994), " от 22 декабря 2016 на Wayback Machine ", NAS Technical Report RNR-94-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA.
Bailey, D.; Harris, T.; Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A.; Yarrow, M. (December 1995), " ", 27 сентября 2011 года. , NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA.
↑ Weeratunga, S.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S.; Frederickson, P. (March 1994), (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 ) . Дата обращения: 8 января 2015. Архивировано 22 декабря 2016 года.
Saphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A.; Yarrow, M., (PDF) , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. {{ citation }} : |title= пропущен или пуст ( справка ) . Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано 6 февраля 2017 года.
Wong, P.; van der Wijngaart, R. (January 2003), (PDF) , NAS Technical Report NAS-03-002 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. . Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из 27 сентября 2011 года.
van der Wijngaart, R.; Jin, H. (July 2003), (PDF) , NAS Technical Report NAS-03-010 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. . Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из 27 сентября 2011 года.
↑ van der Wijngaart, R. (October 2002), (PDF) , NAS Technical Report NAS-02-007 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. . Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из 27 сентября 2011 года.
Feng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R.; Mavriplis, C. (July 2004), (PDF) , NAS Technical Report NAS-04-006 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. . Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из 27 сентября 2011 года.
↑ . NASA Advanced Supercomputing Division. Дата обращения: 17 марта 2009. Архивировано из 3 мая 2012 года.
(недоступная ссылка) ; от 4 марта 2016 на Wayback Machine , Корж А. А., НИЦЭВТ, с. 31.
Frumkin, M.; Shabanov, L. (September 2004), (PDF) , NAS Technical Report NAS-04-013 , NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA. . Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано из 27 сентября 2011 года.
(недоступная ссылка) // NASA Ames, 2004.