Журнал LinuxFormat - перейти на главную

LXF163: Скорость компьютера

Материал из Linuxformat
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(→‎Взаи­мо­дей­ст­вие)
(→‎За­пуск тес­та)
 
(не показаны 8 промежуточных версий 1 участника)
Строка 78: Строка 78:
 
В корневом ка­та­ло­ге тес­та соз­да­дим под­ка­та­лог output и зай­дем в него:
 
В корневом ка­та­ло­ге тес­та соз­да­дим под­ка­та­лог output и зай­дем в него:
  
−
#mkdir output && cd output
+
#mkdir output && cd output
  
 
Об­щая ко­ман­да за­пус­ка тес­та из это­го ка­та­ло­га та­ко­ва:
 
Об­щая ко­ман­да за­пус­ка тес­та из это­го ка­та­ло­га та­ко­ва:
  
−
#mpirun -np NUM ../bsmbench_[test] -i [input_file] -o [output file]
+
#mpirun -np NUM ../bsmbench_[test] -i [input_file] -o [output file]
  
 
Па­ра­метр test мо­жет принимать зна­чения balance, comms и compute, а NUM – это ко­ли­че­­ст­во од­но­вре­мен­но за­пу­щен­ных про­цес­сов (обыч­но оно мень­ше или рав­но ко­ли­че­­ст­ву ядер). Не­сколь­ко вход­ных фай­лов на­хо­дят­ся в ка­та­ло­ге sets (в корневом ка­та­ло­ге тес­та). Они по­ме­че­ны но­ме­ром тес­та и ко­ли­че­­ст­вом про­цес­сов. Вы­ход­ной файл соз­да­ет­ся поль­зо­ва­те­лем, и в него бу­дут за­пи­са­ны ре­зуль­та­ты тес­тов.
 
Па­ра­метр test мо­жет принимать зна­чения balance, comms и compute, а NUM – это ко­ли­че­­ст­во од­но­вре­мен­но за­пу­щен­ных про­цес­сов (обыч­но оно мень­ше или рав­но ко­ли­че­­ст­ву ядер). Не­сколь­ко вход­ных фай­лов на­хо­дят­ся в ка­та­ло­ге sets (в корневом ка­та­ло­ге тес­та). Они по­ме­че­ны но­ме­ром тес­та и ко­ли­че­­ст­вом про­цес­сов. Вы­ход­ной файл соз­да­ет­ся поль­зо­ва­те­лем, и в него бу­дут за­пи­са­ны ре­зуль­та­ты тес­тов.
Строка 88: Строка 88:
 
Для кон­крет­но­го при­ме­ра про­ве­дем тест сба­лан­си­ро­ван­но­сти [balance test] на двух яд­рах. В этом слу­чае в вы­ход­ном ка­та­ло­ге вы­пол­ня­ет­ся сле­дую­щая ко­ман­да:
 
Для кон­крет­но­го при­ме­ра про­ве­дем тест сба­лан­си­ро­ван­но­сти [balance test] на двух яд­рах. В этом слу­чае в вы­ход­ном ка­та­ло­ге вы­пол­ня­ет­ся сле­дую­щая ко­ман­да:
  
−
#mpirun -np 2 ../bsmbench_balance -i ../sets/balance-2.bsmbench -o balance-2.out
+
#mpirun -np 2 ../bsmbench_balance -i ../sets/balance-2.bsmbench -o balance-2.out
  
 
За­тем пе­рей­дем в дру­гой тер­ми­нал и вы­полним ко­ман­ду top. В на­шей тес­то­вой сис­те­ме с дву­мя яд­ра­ми про­грам­ма ра­бо­та­ет кор­рект­но, и мы ви­дим два про­цес­са bsmbench_balance, воз­глав­ляю­щих спи­сок по ис­поль­зо­ванию про­цес­со­ра. При­мер­но че­рез пол­ча­са про­грам­ма за­вер­шит­ся, и от­кро­ет­ся обо­лоч­ка, из ко­то­рой она бы­ла за­пу­ще­на. По­сле это­го у нас по­лу­чат­ся (будем на­де­ять­ся, пустой) файл err_0 и вы­ход­ной файл balance-2.out.
 
За­тем пе­рей­дем в дру­гой тер­ми­нал и вы­полним ко­ман­ду top. В на­шей тес­то­вой сис­те­ме с дву­мя яд­ра­ми про­грам­ма ра­бо­та­ет кор­рект­но, и мы ви­дим два про­цес­са bsmbench_balance, воз­глав­ляю­щих спи­сок по ис­поль­зо­ванию про­цес­со­ра. При­мер­но че­рез пол­ча­са про­грам­ма за­вер­шит­ся, и от­кро­ет­ся обо­лоч­ка, из ко­то­рой она бы­ла за­пу­ще­на. По­сле это­го у нас по­лу­чат­ся (будем на­де­ять­ся, пустой) файл err_0 и вы­ход­ной файл balance-2.out.
Строка 94: Строка 94:
 
В до­полнение к ре­зуль­та­там тес­та вы­ход­ной файл со­дер­жит ин­фор­ма­цию о пи­тании сис­те­мы, ко­то­рую сме­ло мож­но иг­но­ри­ро­вать. Нуж­ную нам ин­фор­ма­цию мы по­лу­чим, вы­брав все стро­ки вы­ход­но­го фай­ла, со­дер­жа­щие «BENCH» (все бу­к­вы за­глав­ные):
 
В до­полнение к ре­зуль­та­там тес­та вы­ход­ной файл со­дер­жит ин­фор­ма­цию о пи­тании сис­те­мы, ко­то­рую сме­ло мож­но иг­но­ри­ро­вать. Нуж­ную нам ин­фор­ма­цию мы по­лу­чим, вы­брав все стро­ки вы­ход­но­го фай­ла, со­дер­жа­щие «BENCH» (все бу­к­вы за­глав­ные):
  
−
#grep BENCH balance-2.out
+
#grep BENCH balance-2.out
  
 
В на­шем слу­чае это стро­ки
 
В на­шем слу­чае это стро­ки
Строка 127: Строка 127:
  
 
[BENCH][0]Performance is 0.03 times that of a Blue Gene/P node card.
 
[BENCH][0]Performance is 0.03 times that of a Blue Gene/P node card.
−
{{Врезка|left|Заголовок=Важ­ность об­щения |Ширина=98%|Содержание= [[Файл:LXF163.tut_ben.bsmbench_opt.png |right |60px]]  
+
 
 +
{{Врезка|left|Заголовок=Важ­ность об­щения |Ширина=98%|Содержание=
 +
[[Файл:LXF163.tut_ben.bsmbench_opt.png |right |800px]]
 
Соз­дать па­рал­лель­ную сис­те­му с доста­точ­но бы­ст­рой се­тью, мас­шта­би­руе­мой до 100 ядер, до­воль­но про­сто и недо­ро­го, но для вы­хо­да за эти пре­де­лы обыч­но нуж­но спец­обо­ру­до­вание. Эта идея от­ра­же­на на ри­сун­ке спра­ва. На нем про­из­во­ди­тель­ность про­цес­са по­ка­за­на как функ­ция ко­ли­че­­ст­ва про­цес­сов для трех сис­тем: IBM BlueGene/Q (сплош­ные линии); ее пред­ше­ст­венника BlueGene/P (штри­хо­вые линии); и кла­сте­ра Beowulf, со­б­ран­но­го на обыч­ном «же­ле­зе» (пунк­тир­ные линии). Ес­ли при ко­ли­че­­ст­ве про­цес­сов до 32 по­след­няя сис­те­ма не усту­па­ет су­пер­ком­пь­ю­те­рам, вы­ше это­го по­ро­га ее про­из­во­ди­тель­ность рез­ко па­да­ет, а при 128 про­цес­сах ста­но­вит­ся поч­ти на по­ря­док мень­ше.
 
Соз­дать па­рал­лель­ную сис­те­му с доста­точ­но бы­ст­рой се­тью, мас­шта­би­руе­мой до 100 ядер, до­воль­но про­сто и недо­ро­го, но для вы­хо­да за эти пре­де­лы обыч­но нуж­но спец­обо­ру­до­вание. Эта идея от­ра­же­на на ри­сун­ке спра­ва. На нем про­из­во­ди­тель­ность про­цес­са по­ка­за­на как функ­ция ко­ли­че­­ст­ва про­цес­сов для трех сис­тем: IBM BlueGene/Q (сплош­ные линии); ее пред­ше­ст­венника BlueGene/P (штри­хо­вые линии); и кла­сте­ра Beowulf, со­б­ран­но­го на обыч­ном «же­ле­зе» (пунк­тир­ные линии). Ес­ли при ко­ли­че­­ст­ве про­цес­сов до 32 по­след­няя сис­те­ма не усту­па­ет су­пер­ком­пь­ю­те­рам, вы­ше это­го по­ро­га ее про­из­во­ди­тель­ность рез­ко па­да­ет, а при 128 про­цес­сах ста­но­вит­ся поч­ти на по­ря­док мень­ше.
  
−
'''> Тест Dphi (один из трех под­тес­тов, вы­пол­няе­мых BSMBench) в сис­те­ме с пре­об­ла­да­ни­ем вы­чис­ле­ний (зе­ле­ные линии), сба­лан­си­ро­ван­ной сис­те­ме (крас­ные) и сис­те­ме с пре­об­ла­да­ни­ем взаи­мо­дей­ст­вия (си­ние) для трех сис­тем, опи­сан­ных во врез­ке.'''}}  
+
'''> Тест Dphi (один из трех под­тес­тов, вы­пол­няе­мых BSMBench) в сис­те­ме с пре­об­ла­да­ни­ем вы­чис­ле­ний (зе­ле­ные линии), сба­лан­си­ро­ван­ной сис­те­ме (крас­ные) и сис­те­ме с пре­об­ла­да­ни­ем взаи­мо­дей­ст­вия (си­ние) для трех сис­тем, опи­сан­ных во врез­ке.'''
 +
 
 +
 
 +
'''Скорая помощь:'''Что­бы ос­во­бо­дить вир­ту­аль­ную кон­соль, ис­поль­зуе­мую для тес­та, приcтавьте ам­пер­санд к кон­цу ко­ман­ды mpirun.
 +
}}  
 
spinor_field_sqnorm, mad и Dphi – три вы­пол­няе­мых тес­та. Об­ра­ти­те внимание на стро­ку с важней­шим со­об­щением “All tests have completed successfully [Все тес­ты за­вер­ши­лись успеш­но]”. В трех тес­тах да­ны ре­зуль­та­ты ко­ли­че­­ст­ва мил­ли­ар­дов опе­ра­ций с пла­ваю­щей точ­кой (FLOP) в се­кун­ду, т. е. в ги­гаф­лопс. Про­из­во­ди­те­ли про­цес­со­ров уве­ря­ют, что про­из­во­ди­тель­ность вы­ше раз в пять, но их циф­ры по­лу­че­ны на идеа­ли­зи­ро­ван­ных тес­тах.
 
spinor_field_sqnorm, mad и Dphi – три вы­пол­няе­мых тес­та. Об­ра­ти­те внимание на стро­ку с важней­шим со­об­щением “All tests have completed successfully [Все тес­ты за­вер­ши­лись успеш­но]”. В трех тес­тах да­ны ре­зуль­та­ты ко­ли­че­­ст­ва мил­ли­ар­дов опе­ра­ций с пла­ваю­щей точ­кой (FLOP) в се­кун­ду, т. е. в ги­гаф­лопс. Про­из­во­ди­те­ли про­цес­со­ров уве­ря­ют, что про­из­во­ди­тель­ность вы­ше раз в пять, но их циф­ры по­лу­че­ны на идеа­ли­зи­ро­ван­ных тес­тах.
  

Текущая версия на 04:56, 21 октября 2018

Подписка на печатную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подписка на электронную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подшивки старых номеров журнала (печатные версии)
Весь 2014 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)


Оце­ни­те про­из­во­ди­тель­ность сис­те­мы с по­мо­щью BSMBench

Содержание

[править] Скорость вашего компьютера

(thumbnail)
Наш эксперт Бьяд­жо Лу­чи­ни – про­фес­сор фи­зи­ки в Уни­вер­си­те­те Су­он­си. Он поль­зу­ет­ся вы­чис­ли­тель­ной мо­щью ко­ло­нии пин­гви­нов, ис­сле­дуя внут­рен­ние свой­ст­ва эле­мен­тар­ных час­тиц.

Ес­ли вас ко­гда-ни­будь ин­те­ре­со­ва­ло, бы­ст­ро ли ра­бо­та­ет ва­ша сис­те­ма, Бьяд­жо Лу­чи­ни по­ка­жет вам ув­ле­ка­тель­ный путь к от­ве­ту.

Все мы жа­ж­дем улуч­шения про­из­во­ди­тель­но­сти, хо­тя дать ей оп­ре­де­ление боль­шин­ст­ву из нас труд­но. Нам всем нуж­на бы­ст­рая сис­те­ма, но час­то это сво­дит­ся толь­ко к со­че­танию уст­ройств и про­грамм, по­зво­ляю­щих ре­шать наи­бо­лее рас­про­странен­ные за­да­чи без ненуж­но­го ожи­дания.

По­ня­тие про­из­во­ди­тель­но­сти до­воль­но субъ­ек­тив­но, по­сколь­ку за­ви­сит от на­ших по­треб­но­стей и ожи­даний. На дан­ном уро­ке мы пред­ста­вим ко­ли­че­­ст­вен­ную ме­ру про­из­во­ди­тель­но­сти, про­ис­те­каю­щую из об­лас­ти, где у нее есть го­раз­до бо­лее чет­кое оп­ре­де­ление – из су­пер­ком­пь­ю­те­ров.

Вы­чис­ли­тель­ные воз­мож­но­сти од­но­го про­цес­со­ра ог­раниче­ны: без про­ры­ва в тех­но­ло­ги­ях нель­зя су­ще­ст­вен­но уве­ли­чить ко­ли­че­­ст­во тран­зи­сто­ров на кро­шеч­ном кри­стал­ле кремния, как нель­зя и уве­ли­чить час­то­ту ра­бо­ты про­цес­со­ров, не за­тро­нув бо­лее фун­да­мен­таль­ные фи­зи­че­­ские за­ко­ны для из­менения нынешних ме­ханиз­мов ра­бо­ты про­цес­со­ров. Но ведь вы­чис­ли­тель­ную мощ­ность уве­ли­чи­вать нуж­но! Ос­та­ет­ся объ­е­динить несколь­ко со­вме­ст­но ра­бо­таю­щих про­цес­со­ров или про­цес­сор­ных ядер.

Про­стой ва­ри­ант – «ком­пь­ю­тер­ная фер­ма» по ти­пу Amazon EC2. В ней ка­ж­дый ком­пь­ю­тер или эк­зем­п­ляр ком­пь­ю­те­ра мож­но ис­поль­зо­вать для ре­шения от­дель­ной за­да­чи. Од­на­ко де­ло услож­ня­ет­ся, когда од­ну за­да­чу на­до раз­де­лить ме­ж­ду несколь­ки­ми про­цес­со­ра­ми. При­мер – про­гно­зи­ро­вание по­го­ды. Ма­те­ма­ти­че­­ская мо­дель здесь доста­точ­но слож­на, и да­же са­мый бы­ст­рый в ми­ре про­цес­сор не смо­жет во­вре­мя об­ра­ба­ты­вать дан­ные в оди­ноч­ку. Ос­нов­ная слож­ность со­вме­ст­ных, или па­рал­лель­ных, вы­чис­лений – взаи­мо­дей­ст­вие, т. е. необ­хо­ди­мость об­ме­на дан­ны­ми ме­ж­ду про­цес­са­ми. Это соз­да­ет при вы­чис­лениях уз­кие мес­та, рас­шить ко­то­рые мож­но толь­ко с по­мо­щью спе­ци­аль­ных се­тей об­ме­на дан­ны­ми.

Луч­шие тех­но­ло­гии – пе­ре­до­вые и в це­лом до­ро­гие. Эф­фек­тив­но мас­шта­би­ро­вать сис­те­му из свы­ше несколь­ких ты­сяч бы­ст­рых взаи­мо­свя­зан­ных про­цес­со­ров – тех­но­ло­ги­че­­ская сверх­за­да­ча. Не­мно­гие спе­циа­ли­зи­ро­ван­ные сис­те­мы в этой ка­те­го­рии спра­вед­ли­во на­зы­ва­ют су­пер­ком­пь­ю­те­ра­ми, или вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ны­ми вы­чис­ли­тель­ны­ми (ВПВ) сис­те­ма­ми. Ры­нок ВПВ-сис­тем ог­раничен, но це­ле­вые поль­зо­ва­те­ли бо­лее чем охот­но со­гла­ша­ют­ся пла­тить нема­лую це­ну, дик­туе­мую про­из­во­ди­те­ля­ми, лишь бы те уто­ли­ли их вынужденную жа­ж­ду ско­ро­сти. По этой при­чине поль­зо­ва­те­лям важ­но иметь неза­ви­си­мые от про­из­во­ди­те­ля сред­ст­ва оцен­ки воз­мож­но­стей ВПВ-ар­хи­тек­ту­ры. Боль­шин­ст­во ути­лит для это­го до­воль­но незатейливы и оценива­ют лишь один ас­пект сис­те­мы, будь то внут­ри­про­цес­сор­ные вы­чис­ления или меж­про­цес­сор­ное взаи­мо­дей­ст­вие. Кро­ме то­го, по­доб­ные ути­ли­ты хо­ро­шо из­вест­ны про­из­во­ди­те­лям «же­ле­за», ко­то­рые в сво­ей сфе­ре час­то про­из­во­дят также и ПО. В ре­зуль­та­те ком­пи­ля­то­ры, при­ме­няе­мые в су­пер­ком­пь­ю­те­рах, оп­ти­ми­зи­ро­ва­ны по про­из­во­ди­тель­но­сти на стан­дарт­ных тес­тах, что услож­ня­ет вы­бор ме­ж­ду плат­фор­ма­ми.

[править] BSMBench

Не­дав­но поя­ви­лась но­вая ути­ли­та оцен­ки про­из­во­ди­тель­но­сти су­пер­ком­пь­ю­те­ров под на­званием BSMBench. У нее есть два пре­иму­ще­ст­ва по сравнению со стан­дарт­ны­ми ути­ли­та­ми: она оценива­ет од­но­вре­мен­но и про­из­во­ди­тель­ность, и взаи­мо­дей­ст­вие, так­же пре­достав­ляя воз­мож­ность из­менения их от­но­си­тель­ной важ­но­сти, и доста­точ­но слож­на, что­бы к ней бы­ло труд­но по­дог­нать ком­пи­ля­тор для оп­ти­ми­за­ции ре­зуль­та­тов тес­та. По­это­му BSMBench спо­соб­на дать на­деж­ную оцен­ку мощ­но­сти ВПВ-сис­тем. Поскольку те же тех­но­ло­гии со­вме­ст­но­го про­грам­ми­ро­вания мож­но реа­ли­зо­вать и раз­вер­нуть на на­столь­ных сис­те­мах, BSMBench по­мо­жет про­ве­рить и про­из­во­ди­тель­ность на­ше­го ком­пь­ю­те­ра с Linux. Конеч­но, на­шим ре­зуль­та­там бу­дет да­ле­ко до по­ка­за­те­лей су­пер­ком­пь­ю­те­ров (а ина­че с че­го бы те стои­ли так до­ро­го?). Но при­коснуть­ся к ми­ру ВПВ-сис­тем с на­ше­го скром­но­го ра­бо­че­го сто­ла или сер­ве­ра все рав­но ин­те­рес­но. И – да, ре­зуль­та­ты мо­гут по­ра­до­вать нас или ока­зать­ся по­следним толч­ком к об­нов­лению ком­пь­ю­те­ра.

[править] Сис­тем­ные тре­бо­вания

Пре­ж­де чем пе­рей­ти к ком­пи­ля­ции и за­пуску BSMBench, по­лез­но на­помнить чи­та­те­лю, что тес­ти­ро­вание – это опе­ра­ция, пре­дель­но на­гру­жаю­щая сис­те­му. В ча­ст­но­сти, в боль­шин­ст­ве тес­тов ак­тив­но за­дей­ст­во­ва­ны про­цес­сор и па­мять, и ес­ли не пред­при­нять спе­ци­аль­ных мер, воз­мож­но за­ви­сание сис­те­мы и (хо­тя и ма­ло­ве­ро­ят­ный) пе­ре­грев ком­пь­ю­те­ра. В лю­бой из этих си­туа­ций со­ве­ту­ем немед­лен­но пре­кра­тить опе­ра­цию, при необ­хо­ди­мо­сти да­же пе­ре­за­гру­зив ком­пь­ю­тер кноп­кой сбро­са.

ВПВ-ар­хи­тек­ту­ры – это сер­ве­ры, и на них нет ши­кар­ных гра­фи­че­­ских сто­лов с эф­фек­та­ми, ре­сур­со­ем­ких про­грамм вро­де офис­ных при­ло­жений или брау­зе­ров с час­то­ко­лом вкла­док. Помните, что лю­бая про­грам­ма, за­пу­щен­ная со­вме­ст­но с тес­том, по­влия­ет на ре­зуль­та­ты, умень­шив по­ка­за­те­ли про­из­во­ди­тель­но­сти ком­пь­ю­те­ра. Для за­пуска это­го тес­та уста­но­ви­те лег­кий ра­бо­чий стол, на­по­до­бие LXDE, или (луч­ше) пе­ре­за­пусти­те сис­те­му в кон­соль­ном ре­жи­ме: для на­ших за­дач гра­фи­че­­ский ин­тер­фейс не ну­жен. При воз­мож­но­сти, по­сле ком­пи­ли­ро­вания тес­та на­строй­те уда­лен­ный доступ по ssh на тес­ти­руе­мый ком­пь­ю­тер и вы­пол­няй­те все дей­ст­вия уда­лен­но. Это да­ет бо­лее досто­вер­ные ре­зуль­та­ты, так как бли­же эму­ли­ру­ет сре­ду, для ко­то­рой пред­на­зна­чен тест.

Ре­ко­мен­ду­ем за­пускать тест не бо­лее чем на по­ло­вине ядер тес­то­вой сис­те­мы (в ко­то­рой дол­жен быть как минимум че­ты­рехъ­я­дер­ный про­цес­сор), и что­бы не менее 2 ГБ ОЗУ оста­лось по­сле вы­чи­тания из об­ще­го объ­е­ма па­мя­ти по 2 ГБ на ка­ж­дое яд­ро, уча­ст­вую­щее в тес­те. Для ими­та­ции слож­но­го сце­на­рия мы за­пусти­ли тест на сис­те­ме с двух­ядер­ным Intel Core 2 Duo с час­то­той 2,66 ГГц и 4 ГБ ОЗУ. В двух­про­цес­сор­ной кон­фи­гу­ра­ции са­мая боль­шая про­грам­ма в на­бо­ре ис­поль­зу­ет поч­ти 100 % про­цес­со­ра и око­ло 3,7 ГБ ОЗУ. Код вы­пол­нял­ся в эму­ля­то­ре тер­ми­на­ла в сре­де LXDE. Это вы­хо­дит за пре­де­лы сис­тем­ных тре­бо­ваний и на­гру­жа­ет сис­те­му по мак­си­му­му. Хо­тя иногда ра­бо­та сис­те­мы за­мед­ля­лась, про­блем не возник­ло, и тес­ты за­вер­ши­лись успеш­но. Но мы силь­но со­ве­ту­ем при­дер­жи­вать­ся ре­ко­мен­до­ван­ных сис­тем­ных тре­бо­ваний.

Пе­ред ком­пи­ля­ци­ей BSMBench нуж­но уста­но­вить неко­то­рые за­ви­си­мо­сти. Нуж­ны толь­ко стан­дарт­ные сред­ст­ва раз­ра­бот­ки, ис­поль­зуе­мые для па­рал­лель­но­го про­грам­ми­ро­вания, и в лю­бом круп­ном ди­ст­ри­бу­ти­ве Linux они есть. В ча­ст­но­сти, для ком­пи­ля­ции и за­пуска па­рал­лель­но­го ко­да нуж­ны биб­лио­те­ки MPI (Message Passing Interface – ин­тер­фейс пе­ре­да­чи со­об­щений). В свою оче­редь, MPI нуж­ны ком­пи­ля­то­ры (в дан­ном слу­чае, GCC и G++ из Gnu Compiler Collection). MPI – де-фак­то стан­дарт па­рал­лель­но­го про­грам­ми­ро­вания, бла­го­да­ря прак­ти­че­­ски неог­раничен­ной мас­шта­би­руе­мо­сти и спо­соб­но­сти ра­бо­тать как в рас­пре­де­лен­ных сис­те­мах, так и в сис­те­мах с раз­де­ляе­мой па­мя­тью. Су­ще­ст­ву­ет несколь­ко реа­ли­за­ций MPI; две са­мые по­пу­ляр­ные – MPICH и OpenMPI. Поль­зо­ва­те­ли и раз­ра­бот­чи­ки пред­по­чи­та­ют OpenMPI, по при­чине час­тых ре­ли­зов и вы­со­кой ско­ро­сти раз­ра­бот­ки. По­это­му мы то­же вы­бе­рем OpenMPI. Од­на­ко от­ме­тим, что BSMBench ра­бо­та­ет с лю­бой реа­ли­за­ци­ей MPI.

Для це­лей на­ше­го уро­ка мы пре­доста­вим под­роб­ные ин­ст­рук­ции по ком­пи­ля­ции и за­пуску BSMBench в Ubuntu 12.04, но эти дей­ст­вия мож­но адап­ти­ро­вать к лю­бо­му дру­го­му ди­ст­ри­бу­ти­ву. Начнем с уста­нов­ки необ­хо­ди­мых за­ви­си­мо­стей. Это де­ла­ет­ся в команд­ной стро­ке – на­бе­ри­те в тер­ми­на­ле 

#sudo apt-get install build-essential libopenmpi1.5-dev openmpi1.5-bin

По­сле ука­зания па­ро­ля поль­зо­ва­те­ля (мы пред­по­ла­га­ем, что у поль­зо­ва­те­ля есть при­ви­ле­гии ад­минист­ра­то­ра) из ре­по­зи­то­ри­ев Ubuntu за­гру­зят­ся и уста­но­вят­ся необ­хо­ди­мые ути­ли­ты. При же­лании сде­лать это мож­но и че­рез Центр управ­ления про­грам­ма­ми (Software Center), но в команд­ной стро­ке бы­ст­рее.

Ре­ко­мен­дуе­мая вер­сия GCC для BSMBench – 4.4. С бо­лее но­вы­ми вер­сия­ми существует ряд несо­вмес­ти­мо­стей, ко­то­рые, воз­мож­но, уже бу­дут ис­прав­ле­ны к мо­мен­ту, когда вы бу­де­те чи­тать эту ста­тью. Так как Ubuntu 12.04 по­став­ля­ет­ся с GCC 4.6, нам при­дет­ся уста­но­вить ре­ко­мен­до­ван­ную вер­сию. Сно­ва об­ра­тим­ся к команд­ной стро­ке: 

#sudo apt-get install gcc-4.4 cpp-4.4


Те­перь мож­но пе­рей­ти к ком­пи­ля­ции BSMBench. По­следние вер­сии ис­ходников мож­но за­гру­зить из github (зай­ди­те на https://github.com/blucini/BSMBench и щелкните по ссыл­ке ZIP), а по­следний ста­биль­ный ре­лиз – с www.bsmbench.org. На­ши ука­зания долж­ны ра­бо­тать для по­следней вер­сии – в слу­чае со­мнений за­гляните в файл README. Пред­по­ло­жим, что файл с ис­ходника­ми, ко­то­рый вы ска­ча­ли, на­зы­ва­ет­ся bsmbench.zip; для его рас­па­ков­ки ско­ман­дуй­те тер­ми­на­лу 

#unzip /path/to/bsmbench.zip

За­мените путь /path/to аб­со­лют­ным пу­тем до фай­ла bsmbench.zip в фай­ло­вой сис­те­ме. Эта ко­ман­да соз­даст под­ка­та­лог. Пред­по­ло­жим, что его имя бу­дет bsmbench, и пе­рей­дем в него ко­ман­дой 

#cd bsmbench

Это кор­не­вой ка­та­лог тес­та. За­тем ском­пи­ли­ру­ем тест: 

#export OMPI_CC=/usr/bin/gcc-4.4 && export OMPI_CXX=/usr/bin/gcc-4.4 && ./make.sh machine-config/generic.cfg

Две ко­ман­ды export ве­лят OpenMP ис­поль­зо­вать вер­сию GCC 4.4 вме­сто вер­сии по умол­чанию 4.6. Файл generic.cfg в ка­та­ло­ге machine-config – об­щий файл шаб­ло­на, необ­хо­ди­мый для соз­дания Makefile, ко­то­рый, в свою оче­редь, необ­хо­дим для соз­дания ис­пол­няе­мо­го фай­ла. Строк в фай­ле generic.cfg немно­го:

CC = mpicc

CFLAGS = -Wall -std=c99 -O2 -fomit-frame-pointer -mfpmath=sse -msse -msse2

Пер­вая стро­ка ве­лит сис­те­ме сбор­ки make ис­поль­зо­вать ком­пи­ля­тор mpicc (часть стан­дар­та MPI) – это обо­лоч­ка сис­тем­но­го ком­пи­ля­то­ра, ука­зан­но­го в пе­ре­мен­ной обо­лоч­ки OMP_CC. Обо­лоч­ка уп­ро­ща­ет про­цесс сбор­ки, ав­то­ма­ти­че­­ски свя­зы­вая необ­хо­ди­мые па­рал­лель­ные биб­лио­те­ки. Во вто­рой стро­ке (в пе­ре­мен­ной CFLAGS) за­да­ют­ся па­ра­мет­ры оп­ти­ми­за­ции, ис­поль­зуе­мые во вре­мя ком­пи­ля­ции. Па­ра­мет­ры по умол­чанию до­воль­но стан­дарт­ны, и с ними ком­пи­ля­ция и за­пуск BSMBench прой­дут успеш­но в боль­шин­ст­ве рас­про­странен­ных сис­тем Linux. Ес­ли возник­ли про­бле­мы или вы хо­ти­те по­про­бо­вать раз­ные па­ра­мет­ры оп­ти­ми­за­ции, за­гляните на man-страницу GCC.

Шаб­ло­ны для дру­гих опе­ра­ци­он­ных сис­тем и раз­лич­ных ар­хи­тек­тур на­хо­дят­ся в ка­та­ло­ге machine-config. Имя фай­ла долж­но яс­но оз­на­чать, для ка­кой сис­те­мы и ар­хи­тек­ту­ры он пред­на­зна­чен.

Обыч­но ком­пи­ля­ция длит­ся все­го 20–30 се­кунд. Ес­ли она про­шла успеш­но, то в корневом ка­та­ло­ге тес­та поя­вят­ся три ис­пол­няе­мых фай­ла: bsmbench_balance, bsmbench_comms и bsmbench_compute. Ес­ли вы сле­до­ва­ли на­шим ин­ст­рук­ци­ям, оши­бить­ся бы­ло поч­ти негде, но ес­ли вдруг поя­ви­лось со­об­щение об ошиб­ке, со­ве­ту­ем вер­нуть­ся на­зад и на­чать все с на­ча­ла. Ес­ли вы не спра­ви­тесь с про­бле­мой, ав­то­ры BSMBench (вклю­чая ме­ня) с удо­воль­ст­ви­ем по­мо­гут вам за­пустить тест в ва­шей сис­те­ме.

[править] За­пуск тес­та

В корневом ка­та­ло­ге тес­та соз­да­дим под­ка­та­лог output и зай­дем в него: 

#mkdir output && cd output

Об­щая ко­ман­да за­пус­ка тес­та из это­го ка­та­ло­га та­ко­ва: 

#mpirun -np NUM ../bsmbench_[test] -i [input_file] -o [output file]

Па­ра­метр test мо­жет принимать зна­чения balance, comms и compute, а NUM – это ко­ли­че­­ст­во од­но­вре­мен­но за­пу­щен­ных про­цес­сов (обыч­но оно мень­ше или рав­но ко­ли­че­­ст­ву ядер). Не­сколь­ко вход­ных фай­лов на­хо­дят­ся в ка­та­ло­ге sets (в корневом ка­та­ло­ге тес­та). Они по­ме­че­ны но­ме­ром тес­та и ко­ли­че­­ст­вом про­цес­сов. Вы­ход­ной файл соз­да­ет­ся поль­зо­ва­те­лем, и в него бу­дут за­пи­са­ны ре­зуль­та­ты тес­тов.

Для кон­крет­но­го при­ме­ра про­ве­дем тест сба­лан­си­ро­ван­но­сти [balance test] на двух яд­рах. В этом слу­чае в вы­ход­ном ка­та­ло­ге вы­пол­ня­ет­ся сле­дую­щая ко­ман­да: 

#mpirun -np 2 ../bsmbench_balance -i ../sets/balance-2.bsmbench -o balance-2.out

За­тем пе­рей­дем в дру­гой тер­ми­нал и вы­полним ко­ман­ду top. В на­шей тес­то­вой сис­те­ме с дву­мя яд­ра­ми про­грам­ма ра­бо­та­ет кор­рект­но, и мы ви­дим два про­цес­са bsmbench_balance, воз­глав­ляю­щих спи­сок по ис­поль­зо­ванию про­цес­со­ра. При­мер­но че­рез пол­ча­са про­грам­ма за­вер­шит­ся, и от­кро­ет­ся обо­лоч­ка, из ко­то­рой она бы­ла за­пу­ще­на. По­сле это­го у нас по­лу­чат­ся (будем на­де­ять­ся, пустой) файл err_0 и вы­ход­ной файл balance-2.out.

В до­полнение к ре­зуль­та­там тес­та вы­ход­ной файл со­дер­жит ин­фор­ма­цию о пи­тании сис­те­мы, ко­то­рую сме­ло мож­но иг­но­ри­ро­вать. Нуж­ную нам ин­фор­ма­цию мы по­лу­чим, вы­брав все стро­ки вы­ход­но­го фай­ла, со­дер­жа­щие «BENCH» (все бу­к­вы за­глав­ные): 

#grep BENCH balance-2.out

В на­шем слу­чае это стро­ки

[BENCH][0]Precision test disabled.

[BENCH][0]spinor_field_sqnorm: test completed in 783.47 seconds

[BENCH][0]spinor_field_sqnorm: Average FLOP/s per process: 5.370e+08

[BENCH][0]spinor_field_sqnorm: Average total FLOP/s: 1.074e+09

[BENCH][0]mad: test completed in 605.25 seconds

[BENCH][0]mad: Average FLOP/s per process: 3.403e+08

[BENCH][0]mad: Average total FLOP/s: 6.806e+08

[BENCH][0]Dphi: test completed in 530.16 seconds

[BENCH][0]Dphi: Average FLOP/s per process: 7.680e+08

[BENCH][0]Dphi: Average total FLOP/s: 1.536e+09

[BENCH][0]Dphi performance is 0.04 times that of a Blue Gene/P node card.

[BENCH][0]All tests completed successfully.

[BENCH][0]Total average FLOP/s: 1.078e+09

[BENCH][0]Total average FLOP/s per process: 5.388e+08

[BENCH][0]Performance is 0.03 times that of a Blue Gene/P node card.


spinor_field_sqnorm, mad и Dphi – три вы­пол­няе­мых тес­та. Об­ра­ти­те внимание на стро­ку с важней­шим со­об­щением “All tests have completed successfully [Все тес­ты за­вер­ши­лись успеш­но]”. В трех тес­тах да­ны ре­зуль­та­ты ко­ли­че­­ст­ва мил­ли­ар­дов опе­ра­ций с пла­ваю­щей точ­кой (FLOP) в се­кун­ду, т. е. в ги­гаф­лопс. Про­из­во­ди­те­ли про­цес­со­ров уве­ря­ют, что про­из­во­ди­тель­ность вы­ше раз в пять, но их циф­ры по­лу­че­ны на идеа­ли­зи­ро­ван­ных тес­тах.

За­тем про­из­во­ди­тель­ность на­шей сис­те­мы сравнива­ет­ся с про­из­во­ди­тель­но­стью кар­ты уз­ла BlueGene/P, ко­то­рую мы вы­бра­ли эта­лон­ной плат­фор­мой для из­ме­рения от­но­си­тель­ной про­из­во­ди­тель­но­сти. BlueGene/P – ши­ро­ко раз­вер­ну­тая су­пер­ком­пь­ю­тер­ная плат­фор­ма, раз­ра­бо­тан­ная IBM, и в по­следние го­ды она бы­ла од­ной из са­мых по­пу­ляр­ных плат­форм для вы­чис­лений в сфе­ре фи­зи­ки эле­мен­тар­ных час­тиц. Кар­та уз­ла – наи­мень­ший вы­чис­ли­тель­ный узел этой сис­те­мы. Из внут­ренних тес­тов нам ин­те­ре­сен Dphi, так как он мо­жет дать бо­лее под­роб­ную ин­фор­ма­цию о про­из­во­ди­тель­но­сти. За­тем для это­го тес­та вы­пол­ня­ет­ся сравнение с про­из­во­ди­тель­но­стью кар­ты уз­ла BlueGene/P.

[править] Взаи­мо­дей­ст­вие

Те­перь за­пустим дру­гой тест, на­при­мер, bsmbench_comms: 

#mpirun -np 2 ../bsmbench_comms -i ../sets/comms-2.bsmbench -o comms-2.out

На обыч­ном «же­ле­зе» про­грам­ма вы­пол­ня­ет­ся опять же око­ло по­лу­ча­са. Пре­ды­ду­щий тест пред­на­зна­чал­ся для си­туа­ции, когда на вы­чис­ления и на взаи­мо­дей­ст­вие вре­мени тра­ти­лось при­мер­но по­ров­ну, а в этом тес­те вре­мя на взаи­мо­дей­ст­вие го­раз­до боль­ше вре­мени на вы­чис­ления. В стан­дарт­ных ар­хи­тек­ту­рах с вы­со­кой сте­пе­нью па­рал­ле­лиз­ма взаи­мо­дей­ст­вие нега­тив­но влия­ет на про­из­во­ди­тель­ность, и за­да­ча, стоя­щая пе­ред про­из­во­ди­те­ля­ми «же­ле­за» – умень­шение это­го влияния. Боль­шин­ст­во лю­дей поль­зу­ют­ся одним ком­пь­ю­те­ром с мно­го­ядер­ным про­цес­со­ром, и в та­ких сис­те­мах взаи­мо­дей­ст­вие про­ис­хо­дит на­мно­го бы­ст­рее, чем в боль­ших рас­пре­де­лен­ных ар­хи­тек­ту­рах. Ин­те­рес­но сравнить ре­зуль­та­ты для на­шей тес­то­вой сис­те­мы. В тес­те взаи­мо­дей­ст­вия мы по­лу­чи­ли ре­зуль­тат в 1,22 ги­гаф­лопс, а в тес­те сба­лан­си­ро­ван­но­сти – 1,09 ги­гаф­лопс. Сле­до­ва­тель­но, ре­зуль­та­ты, хо­тя и с неболь­шой разницей, со­поста­ви­мы. Ста­ло быть, у на­шей сис­те­мы нет про­блем, свя­зан­ных с взаи­мо­дей­ст­ви­ем, так как раз­ли­чие ме­ж­ду дву­мя ре­зуль­та­та­ми мож­но отнести на счет ко­ле­баний из-за сис­тем­ных про­цес­сов, внешних по от­но­шению к тес­ту.

[править] Вы­чис­ления

На­конец, мож­но за­пустить тест с вы­чис­ления­ми, когда вы­чис­ления пре­об­ла­да­ют над взаи­мо­дей­ст­ви­ем. Для это­го ско­ман­дуй­те 

#mpirun -np 2 ../bsmbench_compute -i ../sets/compute-2.bsmbench -o compute-2.out

Этот тест об­ла­да­ет бо­лее вы­со­ки­ми тре­бо­вания­ми, и мо­жет вы­пол­нять­ся до несколь­ких ча­сов. Для обыч­ных поль­зо­ва­тель­ских сис­тем этот тест наи­менее ин­фор­ма­ти­вен: про­из­во­ди­тель­ность од­но­ядер­ной сис­те­мы мож­но оп­ре­де­лить про­ще и бы­ст­рее. Ес­ли вы бу­де­те за­пускать тест bsmbench_compute на сво­ей сис­те­ме, со­ве­ту­ем оста­но­вить его по­сле т. н. «бе­зум­но­го тес­та [mad test]», сэ­ко­но­мив вре­мя. Ре­зуль­та­ты это­го тес­та и тес­та spinor_field_sqnorm мо­гут дать по­лез­ную ин­фор­ма­цию в сравнении с ана­ло­гич­ны­ми ре­зуль­та­та­ми тес­тов взаи­мо­дей­ст­вия и сба­лан­си­ро­ван­но­сти.

Са­мый слож­ный ас­пект тес­ти­ро­вания – по­лу­чить ме­ру про­из­во­ди­тель­но­сти сис­те­мы, от­ра­жаю­щую ее ра­бо­ту в ре­аль­ной си­туа­ции. BSMBench – на­бор тес­тов, пред­на­зна­чен­ный для вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных вы­чис­лений, но он мо­жет дать ин­фор­ма­тив­ные ре­зуль­та­ты и на бюд­жет­ных плат­фор­мах. Струк­ту­ра BSMBench по­зво­ля­ет ме­нять со­от­но­шение взаи­мо­дей­ст­вия и вы­чис­ления в тес­тах. Вы­пу­ще­но три тес­та, ка­ж­дый из ко­то­рых пред­став­ля­ет од­ну из ти­пич­ных си­туа­ций.

Те­перь у вас долж­но поя­вить­ся бо­лее глу­бо­кое понимание спо­соб­но­стей сво­ей сис­те­мы, и эти знания при­го­дят­ся вам при планиро­вании мо­дерниза­ции или за­ме­ны сво­его ком­пь­ю­те­ра. Иде­аль­ный для вас на­столь­ный ком­пь­ю­тер, быть мо­жет, не так уж и недосту­пен. |

Источник — «http://wiki.linuxformat.ru/wiki/index.php?title=LXF163:_%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0&oldid=18879»
Персональные инструменты
купить
подписаться
Яндекс.Метрика