NAS Parallel Benchmarks — набір тестів продуктивності націлених на перевірку можливостей високопаралельних суперкомп'ютерів. Вони були розроблені на початку 1990-х в рамках програми NASA Numerical Aerodynamic Simulation ProgramА.Н. Свистунов. Раздел «Оценка производительности кластерных систем». 2.2. і підтримуються в NASA Advanced Supercomputing (NAS) Division, розташованому в NASA Ames Research Center.
Історія Більш ранні, ніж NPB, пакети тестових програм, такі як Livermore loops, LINPACK benchmarks і NAS Kernel Benchmark Program , були орієнтовані на векторні комп'ютери. Багато з них швидко стали неадекватні, в тому числі через обмеження, пов'язані з налаштуванням наведеного паралелізму, і недостатній розмір проблем, які не відповідали паралельним системам. Також погано для них підходили і промислові додатки, що працюють у режимі оцінки продуктивності, через велику вартість їх портування на паралельну систему і неможливості автоматичного їх розпаралелювання на великі системи.
Набір тестів NAS Parallel Benchmarks був розроблений у 1991-1992 роках в NASA Ames. Метою створення пакету тестів стала можливість оцінити продуктивність суперкомп'ютерів за кілька годин. До пакету увійшли обчислювальні ядра, найбільш часто виникали при чисельному моделюванні польоту космічного апарата при рішенні завдань гідро - і аеродинаміки.
Спочатку творцями NPB був створений набір правил і рекомендацій для реалізації тестів, що задає допустимі мови програмування, алгоритми, розмірності даних, обмеження на розпаралелювання, організації введення і виводу даних, виміру часу і публікації результатів. У першій випущеної версії, NPB 1, було визначено 8 тестів (EP, MG, CG, FT, LU, SP, BTDavid H Bailey,The NAS Parallel Benchmarks // David Padua, ed., Encyclopedia of Parallel Computing, Springer, Nov 2009) і надавалися приклади реалізації на Fortran 77Baily, 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 ", NAS Technical Report RNR-94-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA.
Пізніше ними була написана публічно доступна програмна реалізація, що отримала версію 2.0 (1995-1996 рокиBailey, 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). У версіях 2.3 (1997) і 2.4 (2002) пакет NPB був доповнений варіантом, розпаралеленим з допомогою стандарту MPI.
У версії NPB 3 були додані реалізації з розпаралелювання OpenMP, а також на мовах Java і High Performance Fortran.
Тести В версії 3.3 пакет NPB 3.3 включає в себе 11 тестів. Тест Повна назва Версія створення Опис Зауваження MG MultiGrid — множинна сітка NPB 1Апроксимація рішення тривимірного дискретного рівняння Пуассона за допомогою V-циклового багатосіточного методу CG Conjugate Gradient — пов'язаний градієнтНаближення до найменшого своїм значенням великий розрідженій симетричною позитивно певної матриці з використанням inverse iteration разом з методом сполучених градієнтів як підпрограми для вирішення СЛАР FT Fast Fourier Transform — швидке перетворення Фур'єРішення тривимірного рівняння в приватних похідних за допомогою Швидкого перетворення Фур'є (FFT) IS Integer Sort — сортування цілихСортування малих цілих чисел за допомогою карманого сортуванняSaphir, W.; van der Wijngaart, R.; Woo, A. & Yarrow, M., "New Implementations and Results for the NAS Parallel Benchmarks 2" EP Embarrassingly Parallel — приголомшливо паралельнийСортування малих цілих чисел за допомогою Генерація незалежних нормально розподілених випадкових величин за допомогою BT Block Tridiagonal Вирішує синтетичну систему нелінійних диф. рівнянь в приватних похідних (3-вимірної система рівнянь Нав'є-Стокса для стисливої рідини або газу), використовуючи три алгоритму: блочна трехдіагональной схема з методом змінних напрямків (BT), скалярная пятідіагональная схема (SP) і метод симетричною послідовної верхньої релаксації (алгоритм SSOR , завдання LU). У теста BT є підтип з великою інтенсивністю вводу-виводаWong, P. & van der Wijngaart, R. (January 2003), "NAS Parallel Benchmarks I/O Version 2.4" , NAS Technical Report NAS-03-002, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA Всі три версії теста мають мультизонні варіантиvan der Wijngaart, R. & Jin, H. (July 2003), "NAS Parallel Benchmarks, Multi-Zone Versions" , NAS Technical Report NAS-03-010, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA SP Scalar Pentadiagonalvan der Wijngaart, R. (October 2002), "NAS Parallel Benchmarks Version 2.4" , NAS Technical Report NAS-02-007, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA — Скалярний пентадіагональний LU Lower-Upper -розкладання за допомогою симетричного методу Гаусса-Зейделя UA Unstructured AdaptiveFeng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R. & Mavriplis, C. (July 2004), "Unstructured Adaptive (UA) NAS Parallel Benchmark, Version 1.0" , NAS Technical Report NAS-04-006, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA — Неструктурований Адаптивний NPB 3.1NAS Parallel Benchmarks Changes . Рішення рівняння теплопровідності з урахуванням дифузії та конвекції в кубі. Джерело тепла рухливий, сітка нерегулярна і змінюється кожні 5 кроків. * Використовується 3D Mortar method DC Data Cube operator — оператор «куб даних»Frumkin, M. & Shabanov, L. (September 2004), "Benchmarking Memory Performance with the Data Cube Operator" , NAS Technical Report NAS-04-013, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA DT Data TrafficCommunication Intensive Grid Benchmark DT // NASA Ames, 2004 — трафік даних NPB 3.2 Симуляція обмінів даними між вузлами-джерелами, вузлами-обробниками і вузлами-споживачамиТільки MPI-версия
Література Weeratunga, S.; Barscz, E.; Barton, J.; Browning, D.; Carter, R.; Dagum, L.; Fatoohi, R.; Fineberg, S. та ін. (March 1994). "The NAS Parallel Benchmarks ". 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), "The NAS Parallel Benchmarks 2.0", NAS Technical Report NAS-95-020, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
Примітки
Посилання NAS Parallel Benchmarks Changes (official website) Огляд деяких пакетів вимірювання продуктивності кластерних систем // Ixbt.com Андрій Сапронов, 22 березня 2004. Розділ "NAS Parallel Benchmarks"