HPCチャレンジベンチマーク

HPCチャレンジベンチマークは、複数のベンチマークを組み合わせて、高性能コンピュータ（HPC）システムのパフォーマンスのいくつかの独立した属性をテストします。このプロジェクトは、 DARPA 高生産性コンピューティングシステムプログラム、米国エネルギー省、国立科学財団によって共同で後援されています。^[2]

HPC システム上の複雑なアプリケーションのパフォーマンスは、ハードウェアのさまざまな独立したパフォーマンス属性に依存する可能性があります。HPC チャレンジ ベンチマークは、これらの属性の複数の測定を 1 つのプログラムに組み合わせることで、この多次元空間の可視性を向上させる取り組みです。

対象となるパフォーマンス属性は特定のコンピュータ アーキテクチャに固有のものではありませんが、CおよびMPIでの HPC チャレンジ ベンチマークのリファレンス実装では、テスト対象のシステムがネットワークで接続された共有メモリ マルチプロセッサシステムのクラスターであると想定しています。階層的なシステム構造を想定するため、ほとんどのテストは複数の異なる動作モードで実行されます。ベンチマーク レポートで使用される表記法に従うと、「シングル」というラベルの付いた結果は、テストがシステム内のランダムに選択された 1 つのプロセッサで実行されたことを意味し、「スター」というラベルの付いた結果は、テストの独立したコピーがシステム内の各プロセッサで同時に実行されたことを意味し、「グローバル」というラベルの付いた結果は、すべてのプロセッサが連携して 1 つの問題を解決したことを意味します (データはシステムのノード全体に分散されます)。

ベンチマークは現在 7 つのテストで構成されています (それぞれに動作モードが示されています)。

1. HPL ^[3] (High Performance LINPACK ) – 密な線形方程式系（グローバル）のソルバーのパフォーマンスを測定します。
2. DGEMM – 行列間乗算 (シングル、スター) のパフォーマンスを測定します。
3. STREAM ^[4] –メモリとの間の持続的なメモリ帯域幅を測定します（シングル、スター）。
4. PTRANS – システムが大きな配列 (グローバル)を転置できる速度を測定します。
5. RandomAccess – 大規模なテーブル (シングル、スター、グローバル) のランダムに選択された要素に対する 64 ビット更新の速度を測定します。
6. FFT –一般化Cooley-Tukeyアルゴリズム (シングル、スター、グローバル)を使用して、大きな 1 次元ベクトルに対して高速フーリエ変換を実行します。
7. 通信帯域幅とレイテンシ - b_eff ^[5]帯域幅/レイテンシベンチマークに基づくMPI中心のパフォーマンス測定。

大まかに言うと、テストは、パフォーマンスの重要な 4 つの属性、つまり倍精度浮動小数点演算 (DGEMM および HPL)、ローカル メモリ帯域幅 (STREAM)、「大きな」メッセージのネットワーク帯域幅 (PTRANS、RandomAccess、FFT、b_eff)、および「小さな」メッセージのネットワーク帯域幅 (RandomAccess、b_eff) をカバーすることを目的としています。一部のコードは他のコードよりも複雑で、パフォーマンスに対する感度がさらに高くなる場合があります。たとえば、一部のシステムでは、HPL パフォーマンスはネットワーク帯域幅やネットワーク待ち時間によって制限されることがあります。

スーパーコンピューティング カンファレンスで毎年開催されるHPC チャレンジ アワード コンペティションでは、スイートの中で最も難しい 4 つのベンチマークに焦点が当てられます。

• グローバル HPL
• グローバルランダム アクセス(またはBSS ランダム アクセス ベンチマーク)
• EP STREAM (Triad) システムあたり
• グローバルFFT

賞には 2 つのクラスがあります。

• クラス1 : HPCチャレンジウェブサイトに提出されたベース実行または最適化実行における最高のパフォーマンス。^[6]
• クラス2 : HPCチャレンジベンチマークの3つ以上を含む4つまたは5つの計算カーネルの最も「エレガントな」実装。^[7]

• 参照の地域

• HPC チャレンジ ベンチマーク公式ウェブサイト
• HPCチャレンジアワードコンペティション公式サイト
• BSS ランダム アクセス ベンチマーク パフォーマンス評価とマルチコアでの高生産性ランダム メモリ アクセスの最適化 (ACM/IEEE HiPC 2010 で最優秀論文賞)