哈工大并行计算课件第三章性能指标和基准程序

第3章性能指标和基准程序

■或系统和应用的基准程序

・02性能和成本

-基本性能指标

■并行计算机性能

-Q并行程序性能

■C6可扩展性和加速比分析

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院1

1.如何描述应用和系统的性能特征？

2什么是用户对性能和成本要求？

3.如何测量应用程序的性能？使用何种

类型的性能指标？

4.当在并行计算机上执行并行程序时，

如何描述系统性能的特征？

5.影响性能的参数有哪些？典型的参数

值为多少？

6.如何量化和分析系统可扩展性？

7.如何确定执行给定应用问题的并行机

的可扩展性？

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院2

或系统和应用的基准程序

■一、前言

■基准程序是性能测试程序，并假设它

能刻划某一类应用问题的处理和数据

移动的特征。

-基准程序用来测量和预测计算机系统

的性能，并能提示它们的体系结构的

弱点和优点。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院3

■基准程序分类：

(1)按应用类

(2)按计算机系统来分基准程序

口宏基准程序

■宏基准程序测量一个计算机系统的总

体性能。

口微基准程序两类

■微基准程序测量一个计算机系统的某一

特定方面性能。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院4

代表性的微和宏基准程序组

类型;名称I而基

微基准程序UNPACK数值计算（线性代数）

LMBENCHunix中的系统调用和数据移动

STREAM存储器带宽

宏基准程序NAS并行计算（CPD）

PARKBENCH并行计算

SPEC混合基准程序系列

Splash并行计算

STAP信号处理

TPG商业应用

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院5

■二、微基准程序

■包括：3个微基准程序组。

■1.LINPACK

■从1993起，美国明尼苏达大学和田纳西州立大学的

JackDongarra创作并加以维护。

■高性能计算机T0P500项目，收集和维护关于世界上

前500名最强大的计算机系统的信息，每年两次给

出这些统计信息。

■根据超级计算机的Linpack基准测试程序的性能进

行排名。LINPACK简单实用，它定期公布有关各种

系统的UNPACK性能数值表。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院6

1996年12月UNPACK报告的样本

计算机处理器数Am.x（Gnop/s）N（阶）N〃?（阶）R“GHop/s）

IntelASCIOptionRed72641068215,00053,4001453,

CP-PACS2048368.2103,68030,720614

IntelParagonXP/SMP6768281.1128,60025,700338

NumericalWindTunne167229.766,13218,018281

FujitsuVPP500/153153200.662,73017,000245

CrayT3D10241024100.581,92010,224152

IBMSP2-T251288.473,50020,150136

NECSX-4/323261.7715,360179264

Return

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院7

RAnkDiieGompiiter4ftseceSSOFS-Rmsx

2004年Country/YearManufacturerRpeak

1EarthSimulatorEarth-Simulator/512035860

6月CenterNEC40960

Japan/2002

TOP10LawrenceLivermoreNationalThunderIntelItanium2Tieer41.4GHz-19940

2-aboratoryUnitedStates72004Quadrics/4096CaliforniaDigitalCorporation22938

LosAlamosNationalLaboratoryASCIO-AJohaServerSC45.1.25GHz/819213880

3JnitedStates/2002HP20480

iBM-RochesterUnitedBlucGene/LDD1Prototvoc(0.5GHzPowerPC11680

4States/2004440w/Custom)/8192IBM/LLNL16384

NCSAUnitedSlates/2003TungstenPowcrEd-,c1750,P4Xeon3.06GHz.Myrincl/2500Dell9819

515300

ECMWFUnitedKingdom/2004cScrvcroScrics690(1.9GHzPowcr4+1/21128955

6IBM16051

InstituteofPhysicalandRIKENSuoerCombinedCluster/2048Fuiitqn8728

ChemicalRes.(RIKEN)12534

7Japan/2004

IBM-ThomasWatsonResearchB!ueGene/LDD2Prototvoe(0.7GHzPowerPC8655

8CenterUnitedStatcs/2004440)/4096IBM/LLNL11469

PacificNorthwestNationalMpp2hte-ritvrx2600Itanium21.5GIIz.8633

9LaboratoryUnitedStalcs/2003Quadrics/1936HP11616

10ShanghaiDawning4000A,8061

SupercomputOnteron2.2GHz_11264

erCenterMvrinet/2560

China/2004___Dawning

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院8

RanSiteComputer/ProcessorsRmax

kCountry/YearManufacturerRpak

1IBM/DOEBlueGene/Lbeta-System70720

UnitedBlueGene/LDD291750

States/2004beta-Svstem(0.7GHz

PowerPC440)/32768

2004年IBM

NASA/AmesResearchColumbiaSGIA!tix1.5GHz,Voltaire51870

11月2Ccnter/NASUnitedlufiniband/10160SGI60960

TOP10States/2004

3TheEarthEarth-Simulator/512035860

SimulatorNEC40960

Center

Japan/2002

BarcelonaSuocrcomoutcrMarcNostrumeServerBladcCentcrJS2020530

4CenterSpain/2004(PowerPC9702.2GHzLMvrinet/3564IBM31363

LawrenceLivermoreNationalThunderIntelItanium2Ti2er41.4GHz-19940

5,aboratoryUnitedStates/2004Quadrics/4096CaliforniaDigitalCorporation22938

LosAlamosNationalASCIOASCIO-AIDhaServerSC45.1.25GHz13880

6LaboratoryUnitedStates/2002/8I92HP20480

ViminiaTechUnitedSystemX1100Dual2.3GHzADDle12250

7States/2004XServe/MeUanoxInfiniband4X/CiscoGiuE/20240

2200Sel[made

IBM-RochesterUnitedBlueGene/LDD1Prototwe(0.5GHzPowerPC11680

8States./2004440w/Custom}/8192IBM/LLNL16384

NavalOceanoeraDhicOfficeeServerDSeries655(1.7GHzPower4+)/294410310

97NAVOCEANO)United~BM20019.2

States/2004

NCSAUnitedStates/2003TungstenPowerEd~、e1750.P4Xeon3.06GHz.9819

15300

10哈尔滨工业大2幺律算就理学与技术学院9

■2004年11月的最新T0P500的特点

□DOE/IBM联合研发的BlueGene/Lbeta-System

以实测Linpack峰值70.72TFIops位于2004年11

月T0P500排名的第一位。当整个BlueGene/L系

统完成时，将安装到DOE（能源部）下的Lawrence

Livermore国家实验室。

□紧跟其后的是安装在NASAAmes研究中心的SGI构

建的Columbia系统，它的实测峰值是

51.87TFIopso

□上述两个系统让实测峰值35.86TFIops的日本

NECEarthSimuIator连续5次T0P500排名第1名成

为历史。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院10

■该年度在T0P10中还有其他一些明显的变化。安装在

BarceIona超级计算中心的IBMMareNostrum机群以

20.53Tfops排名第四；

■采用AppleXserve服务器构建的VirginiaTechX-

system在六个月前由于主要的硬件更新出现了一些小

问题退出T0P10后，现在以12.25TFIops重新回到了

T0P10o

■T0P10的系统最低Linpack峰值达到了lOTFIops,

T0P100的最低Linpack峰值从1.922TFIops升到了

2.026TFIops,10「500的最低11皿2o1＜峰值从6个月前

的624.3GFIops提高到85。.6GFIops,而最新的

T0P500中最后一名六个月前还列310位

■超过1TFlops的系统数量从242提高到399。

■整个T0P500中所有的系统的性能总和，已经超过

1PetaFIops,从六个月前的813TFIops突破到

1.127PetaFIopso

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院11

■另外从T0P500中可以发现一些变化趋势。从使

用的处理器和系统类型来看，有320套系统采

用Intel处理器，而六个月前这个数量是287,

一年前只有189；

■其次是IBMPower处理器(54),

■然后是Hewlett-PackardPA-RISC处理器(48)和

AMD处理器(31)。

■结论：

■Intel的主导地位还是难以撼动

■机群(cluster)系统是主要的系统类型，共有

296套系统是机群

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院12

■2.LMBENCH

■LMBENCH基准程序组由SGI的

LarryMcVoy提出，是一个可移植的

基准程序。

■在各种Unix平台上，用来测量操作

系统开销和处理器、高速缓存、存

储器、网络及磁盘。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院13

由LMBENCH测得的带宽、时延和系统开销

属，性1nte1SunUItraIBM990

Alder

带宽（MB存储器复制5285242

/s)读文件5285187

管道386184

TCP205110

时延读存储器0.280.270.26

(uS)创建文件2380918,18113,333

管道1016291

TCP305162332

系统开无系统调用7516

销创建进程450037001200

(uS)现场切换361413

［大学计算机科学与技术次

院14

■3.STREAM

-是一个简单的合成基准程序;

■由SGI的JohnMcCaIpin提出。

□测量持续的存储器带宽（以MB/s为

单位）和相应的计算速率。

□下表中的向量a、b和c均是有二百

万个元素的数组，其中每个元素是

一个8字节的字。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院15

STREAM基准程序中的四个操作

名称代码字节/迭代Flop/迭代

COPYa(i)=b(i)160

SCALEa(i)=qxb(i)16I

SUMa⑴=b⑴+c⑴24

TRIADa(i)=b(i)+qxc(i)242

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院16

■McCalpin提出一个机器平衡指标，由

下式定义：

峰值浮点速度⑴op/s)

机器平衡值市3显正的将缓存i寤鼾鹿(word/s)

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院17

■4.说明（如下表所示）：

■许多系统的机器平衡值随年份增长而

不断增加，意味着存储器带宽越来越

落后于处理器速度。

■IBMRS6000各种服务器是个例外，因

为IBM公司对其中的存储器系统设计

总是给予足够重视。

■其他公司也尝试改进存储器系统性能。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院18

机器平衡值的历史趋向

年份系统存储器带宽(MB/s)峰值速度(Mflop/s)机器平衡佰

1978DECVAX11/78040,40.8

1991DEC5000/20028102.9

1993DEC3000/50010015012

1995DEC600-5/300169600284

9952347024

980DEC8400/350212

0

992IBMPC8088/8733<0OZ.4

1&

994IBMPC486/DX2-6685L73

IBMPCPentium-10066

1990IBMRS/6000-3206040

993IBM《S/6UUU-5H。240J2b

1994IBMQS/6000-590654262

IBMRS/6000-591800310

999859135

8

992SGI4D/25625

993SGICrimson57506,5

994SGIChallenge1353750Z.8

996SGIPowerChallenge3173008

SGIOrigin2000889.

咕小侠，“匕人子叮舁帆村子勺仅小于阮IV

■三、并行计算的基准程序

-测试分布共享存储器机器

-数值计算基准程序

□斯坦福大学开发的SpIash和SpIash-2；

■并行化编译程序系统和技术:

□伊利诺斯大学开发的Perfect基准程序

■常用的3个并行基准程序组：

□NPB、PARKBENCH和STAP,它们代表了科

学计算史的主要应用组？

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院20

■1.NPB组

■在并行计算机供应商、用户和研究人员

中，NPB已被广泛接受。

NAS并行基准程序(NASParaIlei

BenchmarksNPB）是由NASAAmes

ResearCenter为数值空气动力模拟计

划开发的，用来评估并行超级计算机的

性能。

■NPB模仿大型计流体动力学

(computationaIfluiddynamics,

CFD)应用中的计算和数据移动特征o

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院21

■NPB组由5个核心（EP、MG、CG>FT

和IS）和3个模拟应用（LU、SP和BT）

程序组成。

■EP（EmbarrassinglyParaIlei）

基准程序；

□能运行在任意个数的处理器而只需很

少通信。它能估计并行计算机可达到

的浮点性能的上限。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院22

■MG（MultiGridmethod.多栅格方法）基

准程序

□求解二维标量泊松（Poisson）方程。要完

成具有高度结构化的短距离和远程通信。

■CG（ConjugateGradientmethod,共

辆梯度方法）基准程序

□计算对称正定矩阵的最小本征值。它的

特点是进行非结构栅格计算，需要不规

则的远程通信。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院23

.FT基准程序

□使用基于FFT的光谱方法求解三维

偏微分方程，也需要远程通信。

■IS（整数排序,IntegerSorting)

基准程序

□基于桶型排序的并行排序程序。它

需要很多全体交换通信。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院24

■三种模拟应用

■三者通信不同

■BT（BIockTri-diagona19块三对角）

■LU（bIocklowertriangular9块下

三角,blockuppertriangular9块

上三角）；

■SP（SeaIarPenta-diagonaI,标量五

对角）基准程序

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院25

■2.PARKBENCH

■鳖RKBENCH（并行核心和基准程序）委员

□在1992年超级计算会议上由一些对并行计

算机基准程序测试感兴趣的人们创立的。

该组织的一个贡献是建立了一致的性能指

标和记号集。

■目前的基准程序用于分布存储多计算

机

□用Fortran77编码，并用PVM或MPI做消息

传递。正在开发基准程序的Fortran90和

HPF版本以及适用于共享存储体系结构的

-----------------

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院26

■该小组已提出4类基准程序:

・低层基准程序

■核心基准程序

■压缩应用基准程序

□目前只包括并行光谱转换浅水建模应用以

及3个NPB模拟应用

■HPF编译器基准程序

□是几个简单的合成应用，用来测量HPF编

译器性能，侧重对显式并行HPF构造的并

行实现的检测----------------------

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院27

■3.并行STAP组

■空一时自适应处理(SpaceTimeAdaptive

Processing)其准程序组是一套实时雷达

信号处理基准程序。

■最初由MIT的林肯实验室(Lincoln

Laboratory)开发。MIT的顺序STAP近来已

在南加州大学被转换成并行STAP,用来评

估各种MPP。

■STAP基准程序是密集计算，要求在不到1

秒时间内对0(1。2-104)MB数据完成0(101°-

10刃浮点操作。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院28

■STAP基准程序组由5个程序组成:

□AdaptiveProcessingTestbed(APT,自适

应处理试验台)

□High-OrderPost—DoppIer(HO—PD,高

阶后多普勒)

□BeamSpacePRI-Staggered

PostDoppIer(BM—Stag)

□EIementSpacePRI-StaggeredPost

DoppIer(EL—Stag)

口GeneraI(GEN)

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院29

■General(GEN)

■GEN程序由4个独立分程序组成:

口分别完成排序(SORT)

□快速傅里叶变换(FFT)

□向量乘(VEC)以及线性代数(LA)

-它们代表了在雷达信号处理应用中经

常使用的核心子程序

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院30

APT、

HO-PD、

BM、EL等

4个基准程

序的结构

STAP中并行APT算法的结构

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院31

■APT、HO-PD、BM、EL等4个基准程

序的结构说明：

①全以DopplerProcessing（DP,多

普勒处理）步开始。

②APT完成HousehoIder

Transform（HT,普通转换）；

③它在以后的beamfonning（BF,射

束形成）步：

□以抑制人为干扰台和杂乱回波;

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院32

□而在HO—PD程序中，两个自适应射束形

成步被合成为一步。BM—Stag程序和

EL—Stag程序与HO—PD类似，但各自在

射束空间和元空间中使用交叉干扰训练

算法。

④以targetdetection（TD,目标探测）

步结束。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院33

I、商业和TPC基准程序

-商用的最为流行的基准程序组是

TP座准程序，它由事务处理性能

委员会(TransactionProcessing

PerformanceCounciI，故名为

TPC)开发，

■这是一个非盈利组织，主要从事

事务处理和数据库基准程序的开

发。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院34

■TPC已发布了4个基准程序。根据1995

年6月资料，TPC-A和TPC-B已被废弃。

■TPC-C是数据记载基准程序，测量事务

处理系统的性能和价格/性能比。

-TPC-D则测量决策支持系统。

■TPC正开发TPC-E（Enterprise,企业）

的新基准程序，以量化支持适合于大

型商业企业计算环境的特定系统的能

力。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院35

■TPC-C是一个在线事务处理(OLTP)基准

程序，用得最广。

□它模拟一个完整的大规模公司环境，

其中终端操作员对数据库执行事务操

作。公司管理N个仓库，每个仓库供

应10个销售区，每个区为3000名顾客

服务。每个仓库有10个终端，每个区

有一个。

□在任何时间，一个操作员可执行表中

的处理

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院36

TPC-C基准程序中的五类事务处理

事务处理类型数据库访问事务处理权重执行频率90%Persentile响应时间(s)

新定单读/写中等局<5s

支付读/丐轻至少43%<5s

定单状况只读中等至少4%<5s

交付读/写重至少4%<5s

库存程度只读重至少4%<20s

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院37

■被测系统必须具有ACID性质

□原子性(atomicity)；

□一致性(consistency)；

□隔离性(isolation)；

□持久性(durabiIity)。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院38

■五、SPEC基准程序系列

■SPEC基准程序系列是由名为

■StandardPerformanceEvaIuationCor

poration非盈利公司所开发的。

■SPEC以测量CPU性能的基准程序作为

出发点，但已向客户机/服务器计算

I/0子系统等方面扩展。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院39

■目前SPEC已公布如下的基准程序组：

■SPEC95

□测量CPU、存储器系统和编译器代码生

成性能。

□SPEC95CPU基准程序从整体上测试CPU

速度、高速缓存/存储器系统以及编译

器。它不计操作系统和I/0操作时间。

□SPEC95由ClNT95（8个整数程序）和

CFP95U0个浮点程序）组成，两者均是

CPU密集应用。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院40

■SPEChpc96

□测量运行工业型应用程序的高性能

计算系统的性能。

■SPECweb96

■SFS

□为系统级文件服务器基准程序。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院41

■SDM

□为系统开发多任务基准程序，测量

一个系统如何处理一个有大量用户

发出典型的Unix软件开发命令（如

make、cp>grep及spe11等）的环境。

■GPC

□图形性能特征描述基准程序，测量

图形学性能。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院42

■下表给出了DigitalAlpha

Station500/500的SPEC95结果

□该工作站使用500MHzAlpha21164

微处理器，8MB高速缓存以及128MB

主存。

□指定系统的所有SPEC95结果，均表

示成与参照机SUNSPARC工作站10

/40性能比较的比例。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院43

AlphaStation的SPEC95性能

速度吞吐率

指标95_base95_rate95_ratebase95

SPECint1512.6135113

SPECfp20.418.3183165

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院44

■总结：

■探讨了几种常用的测试程序;

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院45

第3章性能指标和基准程序

系统和应用的基准程序

■02性能和成本

-基本性能指标

■仔并行计算机性能

-Q并行程序性能

■。6可扩展性和加速比分析

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院46

Q性能和成本

■说明：用户经常提到6种性能：

①执行时间；

②速度

③吞吐率：单位时间执行的程序数；

④利用率

⑤成本有效性

⑥性能/成本比

■对在相同计算机平台上执行相同的应期程序,

这些需求可能导致很大差别的结论。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院47

■用到的一些概念

□工作负载（W）是程序中的计算操作

数

□Ppeak是处理器的峰值速度

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院48

术语记号单位

机器规模n无量纲

时钟速率fMHz

工作负载WMfIop（兆浮点运算）

顺序执行时间T1s（秒）

并行执行时间Tns(秒)

速度Pn=W/TMfIop/s

加速比Sn=T1/Tn无量纲

效率En=Sn/n无量纲

利用率Un=Pn/(nPpeak)无量纲

启动时间to口s

■/_________________

渐近市九r8MB/s

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院49

■例题：

■用执行时间测量性能的不足

■在并行计算机X上成功地运行他的代

码测得执行时间为1000S。

■该代码在另一台机器y上运行需要

500s时间，

■推不出：结论x机比y机慢

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院50

■一、执行时间和吞吐率

■1.处理速度：

□是指单位时间的工作负载（W）的处理；

□对于许多应用，用户可能对达到某一处理速

度感兴趣。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院51

在256个结点的SP2上所测得的STAP性能

程序执行时间速度加速比利用

(s)(GFIop/s)率

APT0.1699013%

HO-PD0.562323334%

GEN1.403.8866%

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院52

■例题：在256个结点的SP2上希望STAP

在0.5秒完成

□根据上表，只有APT能完成

■例题：在256个结点的SP2上希望STAP

速度为10GFL0P/S

□根据上表，只有HO-PD能完成

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院53

■2.系统吞吐率

□是指单位时间处理的作业数

□提高系统吞吐率的两个方法

①流水化

②无相关的分配

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院54

■例题：在256个结点的SP2上

■APT程序的吞吐率是单位时间作业数

□0.16S一个APT

口或1/0.16=6.25

■例题：并行APT中吞吐率和速度改进

■上表的工作负载二9*0.16=1.44GfIop

口假设:用两级流水0.14S,0.11S,每一级128

个结点，总的时间0.25s

□吞吐率二1/0.14S个APT=7.14个APT或

1.44/0.14=10.34GfIop/s或7.14*0.14=10.28

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院55

■例题:每个节点无相关的分配一个分

离任务:

■上例IBMSP2每个节点分配一个APT任

务，在一个SP2节点上执行时间需14s,

这时的吞吐率是：

256/14=18.29个APT

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院56

二、利用率和成本有效性

1.执行时间、速度和利用率是最重

要的3个指标

2.利用率:

□它是一个给定计算机实际可达到速

度与峰值速度之比

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院57

■例题：执行APT的IBMSP2的利用率

□假定每个CPU小时需收费10美元

□则由下表，计算APT程序运行在256个结

点和1个结点上时的利用率

□256个结点和1个结点哪一个更成本有效?

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院58

在256个结点的SP2上所测得的STAP性能

程序执行时间速度加速比利用率

(s)(GFIop/s)

APT0.1699013%

HO-PD0.562323334%

GEN1.403.8866%

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院59

■解：每个SP2结点的峰值速度为266Mflop/

s（见表3-2136G/512=266）

■一个有256个结点的SP2,其峰值速度为：

266x256=68Gflop/s；

■APT程序在256个结点上可达到的速度为：

9GfIop/s；

■在1个结点可求出达到的速度为：

■利用Sn=T1/Tn；p1=w/t1,pn=w/tn

■1个结点速度=9Gflop/s/90=100Mflop/

s；

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■转换成利用率则各自分别为:

□利用率Un=Pn/(nPpeak)

■256个结点利用率=96/686=13・3%

■单个结点利用率=100M/266M=37.6%

■结论：

□表明APT程序在SP2上运行，在一个

结点上时是更为成本有效

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院61

■根据上面的要求：

口在256个结点上执行APT需0.)6s

□执行一个APT的总成本为：

$10x256x0.16/3600=$0.11

□这相应于成本有效性为：

■(9Gflop/s)/$0.11=81Gflop/s

每美元。

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院62

■在一个结点时，执行时间约为14.4s

■总的成本仅为：

$10x14.4/3600二$0.04,

■成本有效性为：

(9GfIop/s?)/$0.04=225GfIop/s每美元

■(1OOMflops/s)/0.04=2.5GfIop/s每美

元

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院63

-总结:

□壁例子表明较高利用率对应地有较高的每美

元GfIop/s

□当CPU1小时费用值固定时这总是成立的

□CPU一小时的费用在不同机器上对不同类型的

作业可能有高有低。

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3,推广

□如果用成本来衡量：Gflops/美元

■执行时间、速度和利用率是重要

的指标：

□低利用率总是对应一个差的程序或

编译器。

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4.经验估计值:

□运行在单MPP处理器上：

■顺序应用程序（利用率）一5%到40%

之间；

.典型是一8%到25%之间。

■某些个别的子程序可达到75%以上。

□对于在多个处理器上运行的并行应

用程序利用率在1%到35%之间；典

型地则是在4%到20%之间o

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5.一个广为流传的错误概念是：

单结点或顺序计算总是有最高的

利用率？（由下图说明）

■并行计算有额外通信和闲置开销，

这并非总是正确的。

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6.例子:

□给出在3个MPP(lntelParagon,

IBMSP2和CrayT3D)上；

□运行并行APT和HO基准程序；

□测出利用率如下：

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o

4

—♦—AP