第3章 节 性能指标和基准程序 第2节 性能和成本 并行处理与体系结构.pptVIP

并行处理与体系结构;第3章 性能指标和基准程序;用户经常提到6种性能： 执行时间 速度 吞吐率 利用率 成本有效性 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。;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; 术语;在256个结点的SP2上所测得的STAP性能;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10GFLOP/S 根据上表，只有HO-PD能完成 ;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 流水化 无相关的分配 ;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 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=9*0.16=1.44Gflop 用两级流水0.14S,0.11S 吞吐率=1/0.14S=7.14或10.34;二、利用率和成本有效性 执行时间、速度和利用率是最重要的3个指标 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;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? ;程序;解：每个SP2结点的峰值速度为266 Mflop／s（见表3-2 136G/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： 9Gflop／s； 在1个结点可求出达到的速度为： 100Mflop／s；;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=9G/68G=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;根据上面的要求： 在256个结点上执行APT需0.16s 执行一个APT的总成本为: $10x 256x0.16／3600=$0.11 这相应于成本有效性为(9 Gflop／s)／$0．11=79Gflop／s每美元。;在一个结点时，执行时间约为14．4s 总的成本仅为： $10x14．4／3600=$0．04， 成本有效性为(9Gflop/s?)/$0．04=225Gflop／s每美元 总结： 该例子表明较高利用率对应地有较高的每美元Gflop／s 当CPU 1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???。;推广 如果用成本来衡量：Gflops/美元 低利用率总是对应一个差的程序或编译器。;经验估计值： 运行在单MPP处理器上： 顺序应用程序（利用率）--5％到40％之间； 典型是--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。;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。;例子： 给出在3个MPP(Intel Paragon，IBM SP2和CrayT3D)上； 运行并行APT和HO基准程序； 测出利用率如下：;23;24;NAS并行基准测试程序的3种MPP的利用率;26;例题：峰值性能／价格比可能产生错误概念 持续性能／价格比都在一个区域之间。 Cray J916的峰值性能／价格比比Convex SPP1000、CrayT3D以及SGIPowerChallenge要低得多。 但它的持续性能／价格比，实际上比它们的都要高。 ;28