高性能计算综合评测框架的设计和实现

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高性能计算领域要从“造机器寻找应用”过渡到“根据应用需要造机器”的阶段。而实现这一目标,无疑要依靠客观的性能评测工具,因此,性能评测成为近年来该领域的研究热点。本文提出了一个应用于高性能平台的评测框架,旨在通过对高性能计算性能评测,并结合应用程序的评测结果,依据对应用程序需求的满足程度对高性能机器进行评估。评测框架由三部分组成:高性能计算机的性能评测,应用程序的性能评测,以及建立在前两者基础上的评估模型。高性能计算机的性能评测模块以HPCC基准程序为基础,全面的评测高性能计算机在计算,网络通信,以及内存访问等方面的性能。但HPCC测试对于一般用户来说,存在确定输入数据,以及理解测试结果两方面的难题,本文在使用HPCC基准测试时,针对这两个问题进行了有益的尝试,在测试过程中加入了输入数据的自动优化以及测试结果后处理两个模块,为实现测试的自动化打下了基础。而对于应用程序的评测,我们将其分为计算和通信两部分性能,即单处理器性能,网络通信性能。单处理器性能是通过集成在处理器中的硬件性能计数器来捕获相关的性能事件,基本不会给系统带来多余的负载。而网络通信性能,文中是通过读取网口的网络流量来实现的。这样处理比之使用现用的工具来说数据量少且准确性稍差,但快速易实现,而且从结果来看能够反映出应用程序在网络通信方面的需求。评估模型的实现是运用代数的方法将应用程序性能特征映射到机器性能上,最终根据机器对应用程序的满足程度,得到机器的评估结果,即得可选的高性能平台对应用程序需求的满足程度的量化值。经过实际应用程序的验证,该评测框架的结果是可信的,能够实现依据具体应用程序对高性能计算机进行正确的评估。
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