Performance analysis on hybrid parallel programming on SMP cluster system
Performance analysis on hybrid parallel programming on SMP cluster system
批准号:
12680327
负责人:
BOKU Taisuke
金额:
$2.43万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份:
2000
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2000 至 2001
中文摘要
在本研究中,我们构建了一个PC集群,将多个基于smp的PC节点与各种网络接口连接起来。这样的SMP集群系统同时具有共享内存和分布式内存体系结构,并且有多种编程可能性,如消息传递、共享内存和它们的混合。我们的实验集群包含4路和2路SMP的奔腾- iii处理器和两种类型的互连网络,Myrinet800和快速以太网。我们评估和分析了混合MPI和OpenMP的混合编程性能,以及MPI仅针对NAS并行基准作为基本基准和SPAM(平滑粒子应用力学)粒子代码用于实际科学程序的消息传递编程。与初步估计相反,仅mpi编程在大多数程序中都取得了更好的性能。为了分析这些结果,我们根据编程风格,应用缓存命中率测量来研究缓存行为。因此,我们已经清除了混合程序,其中MPI用于节点间通信,OpenMP用于节点内多线程,这通常会破坏仅MPI程序上经过优化的缓存利用率。研究表明,数据访问模式对混合程序的性能影响很大,在编写完纯mpi程序后再应用OpenMP多线程并不总是最好的方案。在某些情况下,直接访问SMP上的共享内存在通信时间上的优势被这种缓存效率低下的缺点所抵消。然而,当程序自然存在一定粒度大小的负载不平衡时,混合程序的性能有可能克服具有动态负载平衡特征的MPI-only程序。垃圾邮件粒子码就是这样一种应用。
英文摘要
In this research, we constructed a PC cluster connecting multiple SMP-based PC nodes with various network interfaces. Such an SMP cluster system has both shared memory and distributed memory architectures together, and there are several possibility for programming like message passing, shared memory and mixture of them. Our experimental cluster contains 4-way and 2-way SMP of Pentium-III processors and two types of interconnection network are available, Myrinet800 and Fast Ethernet.We have evaluated and analyzed the performance of hybrid programming to mixture both MPI and OpenMP, and message passing programming with MPI only targeting NAS Parallel Benchmarks as basic benchmarking and SPAM (Smoothed Particle Applied Mechanics) particle code for actual scientific program. Against to the preliminary estimation, MPI-only programming achieved better performance in most of these programs. To analyze these results, we applied the cache hit ratio measurement for the research on cache behavior according to the programming style. As a result, we have cleared the hybrid program with MPI for inter-node communication and OpenMP for intra-node multithreading often breaks well-tuned cache utilization on MPI-only program.This research concludes that the performance of hybrid program is strongly affected by data access pattern, and it is not always the best scheme to apply OpenMP multithreading after we finish to write the MPI-only program. In some cases, the advantage in communication time of direct access to shared memory on SMP is overcome by the disadvantage of such cache inefficiency. However, when the program naturally has load imbalancing with a certain size of granularity, there is a possibility of the performance of hybrid program overcomes the MPI-only one with dynamic load balancing feature. SPAM particle code is one of such applications.
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松原正純,沼寿隆,板倉憲一,朴泰祐: "分散メモリ型並列計算機における並列入出力システム"並列処理シンポジウムJSPP′2000論文集. 75-82 (2000)
Masazumi Matsubara、Hisataka Numa、Kenichi Itakura、Taisuke Park:“分布式内存并行计算机中的并行输入/输出系统”并行处理研讨会论文集 JSPP2000 (2000)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
中村 宏, 他: "ハイパフォーマンスコンピューティング向けアーキテクチャSCIMA"情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. Vol-41,No.SIG5. 15-27 (2000)
Hiroshi Nakamura 等人:“SCIMA 高性能计算架构”日本信息处理协会高性能计算系统交易,第 41 卷,第 15-27 号(2000 年)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
朴 泰祐, 牧野 淳一郎, 須佐 元, 梅村 雅之, 福重 俊幸, 宇川 彰: "Heterogeneous Multi-Computer Systemにおける重力効果を含む宇宙輻射流体計算"2002年 ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2002)論文集. 17-24 (2002)
Taisuke Park、Junichiro Makino、Gen Susa、Masayuki Umemura、Toshiyuki Fukushige、Akira Ukawa:“异构多计算机系统中包括引力效应的宇宙辐射流体计算”2002 年高性能计算和计算科学研讨会(HPCS2002)会议记录。 (2002)
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
吉川 茂洋, 他: "SMP-PCクラスタにおけるSPAM粒子シュミレーションのハイブリッド並列化"並列処理シンポジウムJSPP2002. (採録決定). (2002)
Shigehiro Yoshikawa 等人:“SMP-PC 集群中 SPAM 粒子模拟的混合并行化”并行处理研讨会 JSPP2002(已接受)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
T. Boku, S. Yoshikawa, M. Sato, C. G. Hoover, W. G. Hoover: "Implementation and performance evaluation of SPAM particle code with OpenMP-MPI hybrid programming"Proceedings of European Workshop on OpenMP 2001. (2001)
T. Boku、S. Yoshikawa、M. Sato、C. G. Hoover、W. G. Hoover:“OpenMP-MPI 混合编程的 SPAM 粒子代码的实现和性能评估”欧洲 OpenMP 研讨会论文集 2001。(2001 年)
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
共 24 条
A research on interconnection network for large scale clusters based on commodity network
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批准号:17500031
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.11万
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财政年份:2005
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负责人:BOKU Taisuke
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依托单位:
A research on high performance file server with PC clusters based on parallel I/O system
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批准号:14580360
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.3万
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财政年份:2002
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负责人:BOKU Taisuke
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依托单位:
海外基金