NPB介绍及安装使用说明

最新推荐文章于 2025-02-19 19:09:23 发布

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#并行系统 #基准测试 #云计算

本文介绍了NPB，一个用于衡量高性能计算系统性能的基准测试套件，特别是其在并行计算、MPI应用和流体力学计算中的作用。NPB包含5个内核测试和3个应用测试程序，适用于不同规模的计算任务。文章还详细阐述了NPB的安装步骤，包括MPI的安装和配置，并提供了编译和执行NPB程序的示例。

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1. NPB介绍
数值空气动力学模拟(Numerical Aerodynamic Simulation，NAS)项目设立于NASA艾姆斯
研究中心，是NASA高性能计算的探路者，集中研究计算流体动力学和相关的航空科学学科。为了客观地测量高度并行计算机的性能将他们的性能与传统的超级计算机进行比较，NAS在1991年开发了NAS并行基准NPB 1.0(NAS Parallel Bechmark 1.0)，该基准由从计算流体动力学代码中得到的，得到了广泛的接受，并成为超级计算机性能的标准指示器。
由于使用NPB 1.0 基准测试前，营销部门已经对其基于特定的硬件实现了积极地优化，所以NPB的指示功能被大大地削弱了，使用编写良好但未调优的基准代码可能会更好地显示这些新的可移植代码的性能。所以开始使用NPB 的源代码版本，即NPB2.0, 也是NPB 3.0 的最终发布版本的过渡。
当前有三种类型的程序在大部分分布式内存机器是可移植的，分别是基于MPI的消息传递程序(消息传递接口)或PVM(并行虚拟机)，以及基于HPF(高性能Fortran)的数据并行程序。
NAS程序模型选择MPI的原因在于它选择了MPI因为它便于获得，并且广泛应用于NAS机器上。同时，MPI作为一个行业标准，通常情况下能取得较高的性能，NAS甚至相信MPI将成为事实上的标准消息传递库。
虽然使用MPI实现了基准测试，但它们并不只针对MPI进行测试，作为基准，它用来衡量一个复杂系统的整体性能，MPI仅仅是其中的一部分。
NPB由8个程序组成，包括5个内核测试程序和3个应用测试程序分别从不同的方面反映了流体力学计算的特点。NPB中每个基准测试程序有7类问题规模，分别为S、W、A、B、C、D和E。其中A类规模最小，S（Sample）类是样例程序，W（Workstation）类通常用于工作站。NPB每个应用有各自的特点，其中IS由C语言编写，其他7个由FORTRAN语言编写，是浮点密集型计算。
NPB的5个内核测试程序。
1.EP（Embarrassingly parallel），繁杂并行，用于计算Gauss伪随机数，主要执行浮点数计算，EP的显著特点是不执行任何处