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| 原作者 | NASA 数値空気力学シミュレーションプログラム |
|---|---|
| 開発者 | NASA 先進スーパーコンピューティング部門 |
| 初回リリース | 1991 |
| 安定リリース | 3.4
|
| Webサイト | nas.nasa.gov/ソフトウェア/NPB/ |
NAS Parallel Benchmarks ( NPB ) は、高度に並列化されたスーパーコンピュータの性能評価を目的としたベンチマークのセットです。これらは、 NASA エイムズ研究センターに拠点を置くNASA Advanced Supercomputing (NAS) 部門(旧 NASA Numerical Aerodynamic Simulation Program)によって開発および保守されています。NAS は、あらゆるソースから NPB の性能結果を募集しています。[1]
歴史
モチベーション
NPB以前に存在していた従来のベンチマーク、例えばリバモアループ、LINPACKベンチマーク、NASカーネルベンチマークプログラムなどは、通常ベクトルコンピュータに特化していた。それらは一般に、並列性を妨げるチューニングの制限や不十分な問題サイズなどの欠陥を抱えており、高度に並列化されたシステムには不向きだった。また、移植コストが高く、自動ソフトウェア並列化ツールが利用できないことから、本格的なアプリケーションベンチマークも同様に不向きだった。[2]その結果、高度に並列化されたマシンに適用できるベンチマークの不足に対処するため 、1991年にNPBが開発され[3]、1992年にリリースされた[4] 。
NPB1位
NPBの最初の仕様では、ベンチマークには
- 新しい並列処理を考慮したアルゴリズムとソフトウェア手法、
- 汎用性とアーキテクチャの中立性、
- 結果とパフォーマンス数値の正確性を容易に検証可能
- パワーアップした新しいシステムに対応する能力、
- すぐに配布可能です。
これらのガイドラインに照らして、一連の問題をアルゴリズム的にのみ指定し、実装の詳細の大部分を一定の必要な制限の下で実装者の裁量に委ねる「紙と鉛筆」ベンチマークのコレクションを使用するのが、唯一実行可能なアプローチであると考えられました。
NPB 1では8つのベンチマークが定義されており、それぞれクラスAとクラスBと呼ばれる2つの問題サイズで定義されています。Fortran 77で書かれたサンプルコードが提供されました。これらはクラスSという小さな問題サイズを使用しており、ベンチマーク目的には使用されていませんでした。[2]
NPB2 2位
NPB 1 はリリース以来、2 つの大きな弱点を抱えていました。まず、その「紙と鉛筆」仕様のため、コンピュータ ベンダーは実装を高度に調整することが多く、その結果、科学的なプログラマーがパフォーマンスを達成することが困難になりました。次に、これらの実装の多くは独自のものであり、一般には公開されておらず、最適化手法が事実上隠されていました。次に、NPB 1 の問題サイズは、スーパーコンピューターが進化し続ける中で、その開発に遅れをとっていました。[3]
1996年にリリースされたNPB 2 [5] [6]には、 NPB 1で定義された8つのベンチマークのうち5つのソースコード実装が付属していましたが、NPB 1を補完するものであって、NPB 1に代わるものではありません。最新の問題サイズクラスCでベンチマークを拡張しました。また、ベンチマーク結果の提出ルールも修正されました。新しいルールには、変更されたソースファイルとビルドスクリプトだけでなく、出力ファイルの明示的な要求も含まれており、変更の公開と結果の再現性が確保されました。[3]
NPB 2.2には、さらに2つのベンチマークの実装が含まれていました。[5] 1997年のNPB 2.3は、 MPIでの最初の完全な実装でした。[4]並列バージョンと一致するベンチマークのシリアルバージョンが付属し、小メモリシステムの問題サイズクラスWを定義しました。 [7] 2002年のNPB 2.4は、新しいMPI実装を提供し、さらに大きな問題サイズクラスDを導入しました。[6]また、1つのベンチマークにI/O集約型サブタイプが追加されました。[4]
NPB3 3位
NPB 3はNPB 2のMPI実装を保持し、OpenMP [8] 、Java [9]、High Performance Fortran [10]など、より多くのフレーバーで提供されました。これらの新しい並列実装は、NPB 2.3のシリアルコードから派生したもので、追加の最適化が行われています。[7] NPB 3.1とNPB 3.2ではさらに3つのベンチマークが追加されましたが、[11] [12]すべての実装で利用できるわけではありませんでした。NPB 3.3ではクラスEの問題サイズが導入されました。[7]シングルゾーンのNPB 3に基づいて、MPI / OpenMPハイブリッドプログラミングモデルを利用したマルチゾーンベンチマークのセットが、NPB-Multi-Zone（NPB-MZ）という名前で、「マルチレベルおよびハイブリッド並列化パラダイムとツールの有効性をテストする」ためにリリースされました。[1] [13]
ベンチマーク
NPB 3.3 では、次の表にまとめられているように 11 個のベンチマークが定義されています。
参考文献
- ^ ab 「NAS Parallel Benchmarks Changes」NASA Advanced Supercomputing Division 2009-02-23閲覧。
- ^ abcde ベイリー、D.;バーシュチュ、E.バートン、J.ブラウニング、D.カーター、R.ダガム、L.ファトーヒ、R.ファインバーグ、Ｓ．フレデリクソン、P. Weeratunga, S. (1994 年 3 月)、「The NAS Parallel Benchmarks」(PDF)、NAS Technical Report RNR-94-007、NASA Ames Research Center、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ abc ベイリー、D.;ハリス、T.サフィール、W.ファン・デル・ワインガート、R.ウー、A。 Yarrow, M. (1995 年 12 月)、「The NAS Parallel Benchmarks 2.0」(PDF)、NAS Technical Report NAS-95-020、NASA Ames Research Center、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ abcd ウォン、P.; van der Wijngaart, R. (2003 年 1 月)、「NAS Parallel Benchmarks I/O Version 2.4」(PDF)、NAS Technical Report NAS-03-002、NASA Ames Research Center、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ abc サフィール、W.;ファン・デル・ワインガート、R.ウー、A。 Yarrow, M.、NAS Parallel Benchmarks 2 の新しい実装と結果(PDF)、NASA エイムズ研究センター、カリフォルニア州モフェット フィールド
- ^ abcd van der Wijngaart, R. (2002 年 10 月)、「NAS Parallel Benchmarks Version 2.4」(PDF)、NAS Technical Report NAS-02-007、NASA Ames Research Center、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ abcdef 「NAS Parallel Benchmarks Changes」NASA Advanced Supercomputing Division 2009-03-17閲覧。
- ^ ジン、H.フルムキン、M. Yan, J. (1999 年 10 月)、「The OpenMP Implementation of NAS Parallel Benchmarks and Its Performance」(PDF)、NAS Technical Report NAS-99-011、NASA Ames Research Center、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ Frumkin, M.; Schultz, M.; Jin, H.; Yan, J.、「Java での NAS 並列ベンチマークの実装」(PDF)、NAS 技術レポート NAS-02-009、NASA エイムズ研究センター、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ Frumkin, M.; Jin, H.; Yan, J. (1998 年 9 月)、「高性能 Fortran での NAS 並列ベンチマークの実装」(PDF)、NAS 技術レポート NAS-98-009、NASA エイムズ研究センター、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ ab Feng, H.; van der Wijngaart, F.; Biswas, R.; Mavriplis, C. (2004 年 7 月)、「非構造化適応型 (UA) NAS 並列ベンチマーク、バージョン 1.0」(PDF)、NAS 技術レポート NAS-04-006、NASA エイムズ研究センター、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ ab Frumkin, M.; Shabanov, L. (2004 年 9 月)、「データ キューブ演算子によるメモリ パフォーマンスのベンチマーク」(PDF)、NAS 技術レポート NAS-04-013、NASA エイムズ研究センター、モフェット フィールド、カリフォルニア州
- ^ ab van der Wijngaart, R.; Jin, H. (2003 年 7 月)、「NAS Parallel Benchmarks, Multi-Zone Versions」(PDF)、NAS Technical Report NAS-03-010、NASA Ames Research Center、モフェット フィールド、カリフォルニア州
外部リンク
- NAS パラレルベンチマークの変更 (公式サイト)