Мы, два студента HPC, участвуем в знаменитом тесте Triad Schönauer Triad Benchmark, код C которого приведен здесь вместе с его кратким объяснением:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#define DEFAULT_NMAX 10000000
#define DEFAULT_NR DEFAULT_NMAX
#define DEFAULT_INC 10
#define DEFAULT_XIDX 0
#define MAX_PATH_LENGTH 1024
// #define WINOS
#define STACKALLOC
#ifdef WINOS
#include <windows.h>
#endif
static void dummy(double A[], double B[], double C[], double D[])
{
return;
}
static double simulation(int N, int R)
{
int i, j;
#ifdef STACKALLOC
double A[N];
double B[N];
double C[N];
double D[N];
#else
double * A = malloc(N*sizeof(double));
double * B = malloc(N*sizeof(double));
double * C = malloc(N*sizeof(double));
double * D = malloc(N*sizeof(double));
#endif
double elaps;
for (i = 0; i < N; ++i)
{
A[i] = 0.00;
B[i] = 1.00;
C[i] = 2.00;
D[i] = 3.00;
}
#ifdef WINOS
FILETIME tp;
GetSystemTimePreciseAsFileTime(&tp);
elaps = - (double)(((ULONGLONG)tp.dwHighDateTime << 32) | (ULONGLONG)tp.dwLowDateTime)/10000000.0;
#else
struct timeval tp;
gettimeofday(&tp, NULL);
elaps = -(double)(tp.tv_sec + tp.tv_usec/1000000.0);
#endif
for(j=0; j<R; ++j)
{
for(i=0; i<N; ++i)
A[i] = B[i] + C[i]*D[i];
if(A[2] < 0) dummy(A, B, C, D);
}
#ifndef STACKALLOC
free(A);
free(B);
free(C);
free(D);
#endif
#ifdef WINOS
GetSystemTimePreciseAsFileTime(&tp);
return elaps + (double)(((ULONGLONG)tp.dwHighDateTime << 32) | (ULONGLONG)tp.dwLowDateTime)/10000000.0;
#else
gettimeofday(&tp, NULL);
return elaps + ((double)(tp.tv_sec + tp.tv_usec/1000000.0));
#endif
}
int main(int argc, char *argv[])
{
const int NR = argc > 1 ? atoi(argv[1]) : DEFAULT_NR;
const int NMAX = argc > 2 ? atoi(argv[2]) : DEFAULT_NMAX;
const int inc = argc > 3 ? atoi(argv[3]) : DEFAULT_INC;
const int xidx = argc > 4 ? atoi(argv[4]) : DEFAULT_XIDX;
int i, j, k;
FILE * fp;
printf("\n*** Schonauer Triad benchmark ***\n");
char csvname[MAX_PATH_LENGTH];
sprintf(csvname, "data%d.csv", xidx);
if(!(fp = fopen(csvname, "a+")))
{
printf("\nError whilst writing to file\n");
return 1;
}
int R, N;
double MFLOPS;
double elaps;
for(N=1; N<=NMAX; N += inc)
{
R = NR/N;
elaps = simulation(N, R);
MFLOPS = ((R*N)<<1)/(elaps*1000000);
fprintf(fp, "%d,%lf\n", N, MFLOPS);
printf("N = %d, R = %d\n", N, R);
printf("Elapsed time: %lf\n", elaps);
printf("MFLOPS: %lf\n", MFLOPS);
}
fclose(fp);
(void) getchar();
return 0;
}
Код просто перебирает N и для каждого N выполняет NR операции с плавающей запятой, где NR — константа, обозначающая количество постоянные операции, выполняемые на каждой самой внешней итерации, чтобы проводить точные измерения времени даже для слишком коротких значений N. Ядром для анализа, очевидно, является подпрограмма simulation.
У нас есть странные результаты:
Мы начали с тестирования ядра на сервере E4 E9220 2U, состоящем из 8 узлов, каждый из которых оснащен двухпроцессорным Intel Xeon E5-2697 V2 (Ivy Bridge) @ 2,7. ГГц, 12 ядер. Код был скомпилирован с помощью gcc (GCC) 4.8.2 и запущен в Linux CentOS версии 6. Ниже перечислены полученные графики в одном изображении:
Графики N и MFlops: -Ofast (вверху) и -Ofast вдоль -march=native (внизу)< /а>
Легко видеть, что спад L2 и L3 довольно заметен, и они численно в порядке, выполнив некоторые простые расчеты и приняв во внимание проблемы мультипрограммирования, а также тот факт, что L2-L3 являются УНИФИЦИРОВАННЫМИ, а L3 также ОБЩАЕТСЯ между всеми 12 ядрами. На первом графике L1 не виден, а на втором он виден и начинается со значения N, поэтому результирующее значение насыщения L1D составляет ровно 32 КБ в соответствии с размером L1D на ядро. Первый вопрос: почему мы не видим спад L1 без флага специализации архитектуры -march=native?
После некоторых каверзных (явно неверных) самообъяснений мы решили провести тест на Lenovo Z500, оснащенном одним сокетом Intel Core i7-3632QM (Ivy Bridge) @ 2,2 ГГц< /эм>. На этот раз мы использовали gcc (Ubuntu 6.3.0-12ubuntu2) 6.3.0 20170406 (из gcc --version), и полученные графики перечислены ниже:
Графики N и MFlops: -Ofast (вверху) и -Ofast вдоль -march=native (внизу)< /а>
Второй вопрос возникает несколько спонтанно: почему мы видим L1D под гору без -march=native- на этот раз?
-Ofast/-Ofast -march=native. - person osgx schedule 28.05.2017-Ofast, так и из-Ofast -march=nativeс версиями GCC до 4.8.5 (и, возможно, gcc 6.3.0). (сperf record ./programпотомperf reportи в сборе илиperf annotate). Мы можем говорить о сборке и компиляторе, а не о невоспроизводимых картинках. Некоторые программы, вероятно, не имеют правильной векторизации, например AVX/AVX2. Что такое N на картинке для точки L1? Эта триада - не лучший вариант STREAM, в ней нет прогревочных итераций - есть лишние pagefaults для выделения стека; выполните 1 прогон симуляции NMAX перед тестом. - person osgx schedule 28.05.2017