并行测试程序

  NAS parallel Benchmark(NPB) 它是 1991 年美国 NAS(Numerical Aerodynamic Simulation) 项目所开发的并行测试程序,其目的是为了比较各种并行机的性能,有时也称为 NPB(NAS Parallel Benchmark) 并行测试程序,系由 8 个程序组成,测试范围从整数排序到复杂的数值计算。测试结果以单位处理机的 CrayY-MP/1 为单位 (Class A) 或 Cray C90/1 为单位 (Class B) 作比较。
NPB 由 5 个核心程序组成 :

  1.EP(Embarrassingly parallel) 用于计算 Gauss 伪随机数,因为它几乎不要求处理器之间相互通讯,所以很适合于并行计算,而所测得的结果往往可以作为一个特定并行系统浮点计算性能可能达到的上限;

  2.MG(MultiGrid) :用 4 个 V 循环多重网格算法求解三维波松方程的离散周期近似解;

  3.CG (Conjugate Gradient) :用于求解大型稀疏对称正定矩阵的小特征值的近似值,它表征了非结构风格计算和非规整远程通信计算类问题:

  4.FT(Fast Fourier Transformation): 用于求解基于 FFT 谱分析法的三维偏微分方程,它也要求远程通信;

  5.IS(Integer sort): 用于基于桶排序的二维大整数排序,他要求大量的全交换通信。

  另外还有计算流体力学中 3 个模拟程序:

  1.LU(lower upper triangular): 用于基于对称超松弛法求解块稀疏方程组;

  2.SP(scalar penta-diagonal): 用于求解 5 对角线方程组;

  3.BT(Block Tri-Diagonal): 用于求解 3 对角块方程组。

  有关 NAS 并行基准测试程序的地址为 http://www.nas.nasa.gov/NAS/NPB/software/npbsoftware.html

  PARKBENCH (PARallel Kernels and BENCHmarks) 是在 1992 年超级计算会议上确定的项目。与会者认为并行测试的重点应放在可扩放,分布存储,消息传递的体系结构上。主要目标是确定并行机用户和厂商双方都能接收的内容丰富的一批并行测试程序及标准,并把结果公布于网络上,以减少不必要的重复工作。

  现在的基准程序系为分布的多计算机编写,使用 Fortan 77 加上 PVM 或 MPI ;为共享存储结构的 Fortan90 和 HPF 版本的基准程序正在开发中。

  目前,PARKBENCH 包括 4 类:

  1. 底层基准程序:测试一些基本结构参数,诸如算数运算速度,高速缓存和存储器速度,通讯启动时间和带宽以及同步开销等;

  2. 核心基准程序:涉及到广泛的经常使用的科学计算子程序,诸如矩阵运算(稠密矩阵乘法,转置 ,LU 分解 ,QR 分解,矩阵三对角等) ,FFT 运算,求解 PDE 和 NPB 核基准程序等;

  3. 密集应用基准程序:目前仅包括谱变换,浅水( shallow-water) 模拟和 3 个 NPB 模拟应用程序;

  4.HPF 编译基准序;测试 HPF 编译器性能,主要集中在显式并行 HPF 结构的并行实现上。

  PARKBENCH 是个正在研究的课题,测试程序的内容尚未完全定型。目前所包含的核心测试程序主要来自 PB 。