Đánh giá hiệu năng hệ thống song song phân cụm

Bộ Giáo dục Đào tạo Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: Xử lý thông tin truyền thông đánh giá hiệu hệ thống song song phân cụm Phạm Thanh Liêm Hµ Néi 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 1.1 Định nghĩa đánh giá hiệu năng…………………………………… 1.2 Mục đích việc đánh giá hiệu năng………………………………… 1.3 Phân loại phần mềm đo hiệu năng…………………………… 1.3.1 Phân loại dựa độ phức tạp chương trình đo hiệu năng…… 10 1.3.2 Phân loại dựa mục đích chương trình…………………… 11 1.4 Sự phát triển phần mềm đo hiệu năng…………………… 15 CHƯƠNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍNH TỐN SONG SONG….… 18 2.1 Giới thiệu chung…………………………………………………… 18 2.2 Phân loại kiểu kiến trúc song song………………………………… 19 2.2.1 Kiến trúc máy tính Von Newmann…………………………… 19 2.2.2 Phân loại kiến trúc máy tính Flynn……………………… … 20 2.3 Các mơ hình lập trình song song…………………………………… 25 2.3.1 Mơ hình đa luồng……………………………………………… 25 2.3.2 Mơ hình truyền thơng điệp………………………………… 25 2.3.3 Mơ hình song song liệu……………………………………… 26 2.4 Các vấn đề hệ thống tính toán song song phân cụm 26 2.4.1 Các khái niệm 26 2.4.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống tính tốn song song phân cụm……… 27 2.4.3 Các phần mềm sử dụng hệ thống song song phân cụm……… 28 2.5 Kiến trúc hệ thống tính tốn song song BKCluster…………………… 32 2.5.1 Kiến trúc phần cứng hệ thống BK Cluster…………………… 32 2.5.2 Kiến trúc phần mềm cài đặt hệ thống BK Cluster…………… 34 2.6 Quy trình đánh giá hiệu hệ thống BK Cluser………… 36 2.6.1 Đo hiệu tính tốn (năng lực CPU)………………… 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.6.2 Đo hiệu truy cập nhớ trong…………………………… 41 2.6.3 Đo hiệu truyền thông……………………………………… 42 2.6.4 Đo hiệu thư viện MPICH………………………………… 42 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO HIỆU NĂNG………………… 44 3.1 Đo hiệu tính tốn………………………………………………… 44 3.2 Đo hiệu truy cập nhớ trong………………………………… 47 3.3 Đo hiệu truyền thông…………………………………………… 47 3.4 Đo hiệu thư viện phần mềm………………………………… 48 CHƯƠNG XÂY DỰNG CÁC CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN QUI TRÌNH ĐO HIỆU NĂNG………………………………………………… 50 4.1 Xây dựng chương trình thực quy trình đo hiệu năng…………… 50 4.2 Chương trình thực cơng việc đo hiệu năng………………… 51 4.2.1 Chương trình thực việc đo hiệu tính tốn…………… 51 4.2.2 Chương trình thực đo hiệu truy cập nhớ trong……… 53 4.2.3 Chương trình thực đo hiệu truyền thơng…………… 54 4.2.4 Chương trình thực đo hiệu thư viện MPICH…………… 55 CHƯƠNG KẾT QUẢ ĐO HIỆU NĂNG……………………………… 56 5.1 Kết đo hiệu tính tốn………………………………………… 56 5.1.1 Kết đo hiệu tính toán CPU đơn…………………… 56 5.1.2 Kết đo hiệu tính tốn tồn hệ thống……………… 57 5.2 Kết đo hiệu truy cập nhớ trong………………………… 64 5.3 Kết đo hiệu truyền thông…………………………………… 64 5.4 Kết đo hiệu thư viện truyền thông điệp MPICH……… 65 5.5 Đánh giá tổng hợp hiệu hệ thống BK Cluster…………… 68 CHƯƠNG KẾT LUẬN………………………………………………… 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 73 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CÁC THUẬT NGỮ Synthetic Code Mã lệnh đơn Kernel Hạt nhân Simulation Application Mô ứng dụng Mega Instruction Per Second MIPS Triệu lệnh giây Message Passing Interface MPI Thư viện truyền thông điệp Open Passing Interface Open MP Thư viện lập trình đa luồng NASA Parallel Benchmark NPB Phần mềm đo hiệu song song Single Intruction Single Data SISD Đơn dòng lệnh, đơn dòng liệu Single Instruction Multiple Data SIMD Đơn dòng lệnh, đa dòng liệu Multiple Instruction Multip Data MIMD Đa dòng lệnh, đa dòng liệu Nonumiform Memory Access NUMA Truy cập nhớ không đồng Uniform Memory Access UMA Truy cập nhớ đồng Symmetric Multi Processor SMP Đa xử lý đối xứng Portable Batch System PBS Hệ thống phân tải LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Ngun lý kiến trúc máy tính Von Newmann…………………… 20 Hình 2.2 Kiến trúc SISD…………………………………………………… 20 Hình 2.3 Kiến trúc SIMD………………………………………………… 21 Hình 2.4 Kiến trúc MIMD Share Memory………………………………… 22 Hình 2.5 Kiến trúc MIMD Distributed Memory………………………… 23 Hình 2.6 Kiến trúc Core Duo Intel………………………………………… 24 Hình 2.7 Cấu hình kết nối Cluster………………………………………… 24 Hình 2.8 Kiến trúc phần cứng hệ thống BK Cluster……………………… 34 Hình 2.9 Hai phần mềm PBS MPICH………………………………… 36 Hình 2.10 Qui trình đo hiệu BK Cluster…………………………… 38 Hình 5.1 Biểu đồ tương quan hiệu số trạm………………… 63 Hình 5.2 Biểu đồ tương quan tốc độ truy cập nhớ …………………… 64 Hình 5.3 Biểu đồ tương quan dung lượng gói tin - tốc độ truyền thơng… 65 Hình 5.4 Biểu đồ tương quan dung lượng gói tin- tốc độ truyền thơng điệp 66 Hình 5.5 Biểu đồ tương quan tốc độ thời gian truyền thơng mạng…… 67 Hình 5.6 Biểu đồ tương quan dung lượng gói tin- thời gian truyền thơng… 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Kiến trúc phần mềm hệ thông…………………………………… 34 Bảng 2.2 Các phần mềm sử dụng đo hiệu năng…………………………… 37 Bảng 2.3 Độ lớn lớp liệu gói phần mềm NPB………………… 40 Bảng 3.1 Sự tương ứng phép toán số thực đơn vị flop…………… 46 Bảng 5.1 Kết đo hiệu CPU đơn………………………………… 57 Bảng 5.2 Kết đo hiệu tính toán hạt nhân EP……………… 58 Bảng 5.3 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân IS……………… 59 Bảng 5.4 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân CG……………… 60 Bảng 5.5 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân MG……………… 60 Bảng 5.6 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân LU……………… 61 Bảng 5.7 Kết đo hiệu tính tốn mơ chương trình SP 62 Bảng 5.8 Kết đo hiệu tính tốn mơ chương trình BT 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Hiện giới nhờ tiến công nghệ cao, xây dựng hệ thống máy tính có khả tính tốn lớn siêu máy tính, tính tốn lưới phục vụ cho việc nghiên cứu khoa học ứng dụng thực tế Bên cạnh nhà sản xuất máy tính ln thay đổi cơng nghệ, cho hệ máy tính có khả tính tốn với tốc độ nhanh Tuy nhiên Việt Nam, với trung tâm nghiên cứu chưa đủ tiền để mua máy tính lớn, nhu cầu có hệ thống tính tốn lớn lại cần thiết Một giải pháp xây dựng hệ thống tính tốn song song từ máy tính có liên kết trung tâm lại tạo hệ thống tính tốn lớn Trung tâm tính tốn hiệu cao, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội triển khai nghiên cứu làm chủ công nghệ lưới ứng dụng vào thực tiễn Hệ thống BKGrid 2006 sản phẩm cơng trình Hệ thống BKGrid 2006 xây dựng với phần cứng máy tính có máy chủ HP NetServer máy trạm máy tính cá nhân, cấu hình mạng Ethernet sử dụng phần mềm mã nguồn mở: Hệ điều hành Linux, thư viện tính tốn chun dụng, phần mềm quản lý tài nguyên, thư viện truyền thông điệp Đánh giá hiệu hệ thống nhiệm vụ cần thiết để đưa nhận xét, kết luận tốc độ tính tốn, tính hiệu tồn hệ thống Đối với hệ thống tính tốn song song phân cụm, việc đánh giá hiệu tiến hành hai mức độ Đánh giá hiệu thành phần hệ thống : Gồm phần cứng phần mềm - Đánh giá hiệu phần cứng thực dựa số đo : tốc độ tính tốn CPU, tốc độ truy cập vào nhớ máy trạm, tốc độ truyền tin mạng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đánh giá hiệu phần mềm thực dựa việc khảo sát trình hoạt động thư viện cài đặt hệ thống thư viện tính tốn, thư viện truyền thơng điệp - Đánh giá hiệu tổng hợp toàn hệ thống: toàn hệ thống coi máy tính song song Dựa trình khảo sát tốc độ, kết thu thực số tốn song song mà người quản trị đánh giá hiệu tính tốn tồn hệ thống, tương thích hệ thống dạng toán cụ thể Luận văn trình bày quy trình áp dụng phần mềm đo hiệu mã nguồn mở chuyên dụng để đánh giá hiệu hệ thống tính tốn song song phân cụm BKCLUSTER Cấu trúc luận văn gồm chương với nội dung cụ thể sau : Chương Tổng quan đánh giá hiệu hệ thống máy tính Chương Kiến trúc hệ thống tính tốn BKCLUSTER Chương Các phương pháp đo hiệu Chương Xây dựng chương trình thực quy trình đo hiệu Chương Các kết đo hiệu Chương Kết luận Luận văn cao học hồn thành Trung tâm tính tốn hiệu cao Trung tâm máy tính thuộc Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Nguyễn Thanh Thủy Ths Đinh Hùng tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, cô tham gia giảng dạy Trung tâm đào tạo sau đại học, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội truyền kiến thức quý báu chương trình cao học Hà Nội, Ngày 30 tháng 10 năm 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 1.1 Định nghĩa đánh giá hiệu Đánh giá hiệu sử dụng phần mềm chuyên dụng máy tính đơn hay hệ thống máy tính, từ việc phân tích thời gian chạy chương trình kết thu được, từ người quản trị rút kết luận tốc độ tính tốn, tốc độ truyền thông khả truy cập nhớ Sau đưa kết luận hiệu thực hệ thống Mục đích việc đánh giá hiệu Khi triển khai hệ thống tính tốn, yêu cầu đặt người quản trị phải đánh giá khả hệ thống mặt tính tốn, truyền thơng Sự đánh giá có dựa kết cụ thể phản ánh tốc độ thực thao tác kiểu liệu, tốc độ gửi nhận gói tin, tốc độ truy cập nhớ nhớ Các kết tổng hợp lại cho phép dự đoán phần hiệu ứng dụng triển khai Đối với máy tính đóng vai trị nút tính tốn, việc đánh giá hiệu thực với mục đích đưa thơng số cụ thể phản ánh tốc độ tính tốn, tốc độ truy cập nhớ thực toán CPU đơn máy tính Từ thơng số cụ thể người quản trị đưa đánh giá lực tính tốn kích thước tốn phù hợp với nút mạng Khả truyền thơng nút mạng đóng vai trò quan trọng triển khai hệ thống tính tốn Tốc độ truyền thơng chịu ảnh hưởng cách trực tiếp cấu hình phần cứng dung lượng gói tin LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tần số gửi gói tin Từ thông số đo thực chương trình đo hiệu truyền thơng, người quản trị đưa thơng số tối ưu dung lượng gói tin tần số gửi tin giao thức cụ thể hệ thống tính tốn triển khai Q trình đo hiệu cịn sử dụng để đánh giá tương thích hệ thống thư viện lập trình Trong trường hợp này, phần mềm đo hiệu gọi số hàm tiêu biểu thư viện, đo thời gian thực hàm kích thước đầu vào cụ thể Một mục đích việc xây dựng hệ thống máy tính để thực tốn địi hỏi số lượng tính tốn lớn Lúc hệ thống xem máy tính thực trình chạy chương trình Các phần mềm đo hiệu tính tốn song song cho phép người quản trị có thơng số tốc độ tính tốn kiểu toán, ứng dụng khác Có chương trình thiên truyền thơng, có chương trình cho phép giảm thiểu q trình truyền thơng để tập trung đánh giá lực tính tốn Để đánh giá tương thích hệ thống ứng dụng dự định triển khai, phần mềm đo hiệu có dạng mơ ứng dụng viết sử dụng Các phần mềm mô ứng dụng tương lai mức độ nhỏ đo đạc thông số tính tốn, truyền thơng chạy với giá trị đầu vào thích hợp Qua thơng số thu được, người quản trị hệ thống đưa đánh giá đắn, chỉnh sửa để triển khai hệ thống tương lai cách tối ưu cấu trúc phần cứng phần mềm cài đặt 1.3 Phân loại phần mềm đo hiệu Những phần mềm đo hiệu đời vào đầu năm 80 với mục đích ban đầu đo hiệu tính tốn máy tính Những chương trình đo hiệu sử dụng tập câu lệnh gọi nhiều LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 59 Hạt nhân IS thực toán song song xếp dãy số nguyên Kết hạt nhân IS phản ánh hiệu tính tốn tốn song song cần nhiều thao tác truyền thơng truy cập vào nhớ máy trạm thực phép toán số nguyên IS biên dịch thực số máy trạm 1, 2, 4, với lớp liệu A, kết thu sau : Mops/s total Mops/s/process 5.33 5.33 0.41 0.20 0.30 0.08 0.21 0.03 Số máy trạm Bảng 5.3 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân IS Kết đo hiệu hạt nhân CG Hạt nhân CG thực phép toán ma trận thưa Kết hạt nhân CG phản ánh hiệu tính tốn tốn song song cần nhiều thao tác truyền thông truy cập vào nhớ máy trạm thực phép toán số thực CG biên dịch thực với số tiến trình 1, 2, 4, với lớp liệu A, kết thu sau : LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 60 Số máy trạm Mops/s total Mops/s/process 17.36 17.36 7.83 3.91 1.96 0.49 6.35 0.79 Bảng 5.4 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân CG Kết đo hiệu hạt nhân MG : Hạt nhân MG phản ánh hiệu tính tốn tốn song song cần nhiều thao tác truy cập vào nhớ máy trạm thực phép toán số thực MG biên dịch với số tiến trình 1, 2, 4, với lớp liệu A, kết thu sau : Số máy trạm Mops/s total Mops/s/process - - 31.76 15.88 37.83 9.46 31.85 3.98 Bảng 5.5 Kết đo hiệu tính tốn hạt nhân MG LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 61 Một điều đáng lưu ý bảng thời gian chạy chương trình MG liệu kiểu A Các số liệu thực tế cho thấy thời gian chạy lớn tiếng cấu hình máy CPU 500MHz 256 MB RAM Lúc dung lượng swap phải sử dụng 70.084 MB Tiến hành chạy toán MG với lớp liệu nhỏ lớp A lớp S W, thời gian giảm xuống 0.16 10.49 giây hiệu thu 47.09 57.97 Mops Các kết chứng tỏ vai trò quan trọng nhớ tốc độ tính tốn Kết đo hiệu mơ chương trình LU Chương trình LU phản ánh hiệu tính tốn toán song song cần nhiều thao tác truy cập nhớ cache truyền thông LU biên dịch với số tiến trình 1, 2, 4, với lớp liệu A, kết thu sau : Số máy trạm Mops/s total Mops/s/process 37.0 37.0 52.37 26.19 78.91 19.73 40.09 5.12 Bảng 5.6 Kết đo tính tốn mơ chương trình LU Kết đo hiệu mơ chương trình SP Kết chương trình SP phản ánh hiệu tính tốn toán song song cần nhiều thao tác truy cập vào nhớ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 62 SP biên dịch với số tiến trình 4, lớp liệu A, kết thu sau : Số máy trạm Mops/s total Mops/s/process 39.57 39.57 43.87 10.97 Bảng 5.7 Kết đo tính tốn mơ chương trình SP Kết đo hiệu mơ chương trình BT Kết chương trình BT phản ánh hiệu tính tốn toán song song cần nhiều thao tác truyền thông truy cập vào nhớ cache BT biên dịch với lớp số tiến trình 4, lớp liệu W, kết thu sau : Số máy trạm Mops/s total Mops/s/process 66.11 66.11 67.13 16.78 Bảng 5.8 Kết đo tính tốn mơ chương trình BT Dựa vào kết trên, ta biểu diễn phụ thuộc hiệu tính tốn vào số máy trạm tham gia tính tốn : LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MOPS 63 90 80 70 60 50 40 30 20 10 EP IS CG MG LU SP BT Số máy trạm Hình 5.1 Biểu đồ tương quan hiệu số máy trạm Đánh giá: Qua giá trị thu đánh giá hiệu tính tốn hệ thống, ta rút kết luận sơ sau : số máy trạm tham gia tính tốn tăng lên, tốc độ tính tốn tổng cộng tăng lên với tốn thực thao tác truyền thơng Tuy nhiên, thực toán yêu cầu thực nhiều thao tác truyền thông, hiệu hệ thống giảm số máy trạm tham gia tính tốn tăng lên Những điều cho thấy tốc độ truyền thông mạng ảnh hưởng nhiều yếu tố tốc độ card mạng, đường truyền, khoảng cách, thiết bị chuyển mạch, thiết bị đầu cuối Ảnh hưởng trực tiếp đến khả tính tốn tồn hệ thống Cũng tương tự CPU không đồng nhất, nút có tốc độ truyền thơng thấp chi phối tốc độ truyền thông hệ thống làm tốc độ thực chương trình giảm mạnh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 64 5.2 Kết đo hiệu truy cập nhớ Thực đo hiệu truy cập nhớ phần mềm Stream máy trạm có dung lượng RAM 256 MB, ta thu kết sau : - Trước xảy tượng truy cập vào nhớ swap, tốc độ truy cập nhớ ổn định 236 – 238 MB/s - Khi xảy tượng truy cập swap, tốc độ truy cập nhớ giảm xuống đột ngột giảm nhanh kích thước tốn tiếp tục tăng lên Kết biểu diễn biểu đồ sau : Hình 5.2 Biểu đồ tương quan kích thước tốn - tốc độ truy cập nhớ Kết cho thấy khả tính tốn máy trạm ổn định với tốn có tổng giá trị biến cần cấp phát nhỏ 240 MB 5.3 Đo hiệu truyền thông Thực đo hiệu truyền thông giao thức TCP máy trạm máy chủ, ta thu kết sau : tốc độ truyền thông nhỏ với gói LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 65 tin có kích thước nhỏ 10byte, sau tăng nhanh kích thước gói tin nằm khoảng từ 16 đến 64 byte khơng tăng giảm nhiều kích thước gói tin lớn 64 byte (kích thước gói tin lớn chương trình dùng 64Kbyte) Tốc độ truyền thơng cao 29 Mbps ứng với gói tin có kích thước 32KB Hình 5.3 Biểu đồ tương quan dung lượng gói tin tốc độ truyền thơng mạng 5.4 Đo hiệu thư viện truyền thông điệp MPICH Thực q trình đo hiệu truyền thơng điệp MPICH hai máy trạm đóng vai trị nút tính tốn phần mềm NetPIPE, ta thu kết tốc độ truyền thông cực đại 7.88 Mbps ứng với gói tin truyền 8192 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 66 byte Điều cho ta thấy hàm truyền thông thư viện MPICH hoạt động tốt với thông điệp có độ lớn khoảng lân cận 8192 byte Sự phụ thuộc tốc độ truyền thơng vào kích thước gói tin biểu diễn qua biểu đồ sau : Hình 5.4 Biểu đồ tương quan dung lượng gói tin tốc độ truyền thông điệp Dựa vào biểu đồ ta thấy tốc độ truyền thông tăng dần theo kích thước gói tin đến khoảng lân cận giá trị 8192 byte tốc độ cao khoảng 7.8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 67 Mbps Khi kích thước gói tin tiếp tục tăng thêm tốc độ truyền thông lại giảm lớn Mbps Ngồi biểu đồ trên, đặc tính thư viện MPICH thể khách quan qua hai biểu đồ sau : Hình 5.5 Biểu đồ tương quan tốc độ thời gian truyền thông Biểu đồ gọi Ethernet Signature Graph, giá trị thời gian tốc độ truyền lấy loga số 10 (log) Vì thời gian truyền tin tỉ lệ với LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 68 tổng dung lượng tin truyền nên coi biểu đồ dạng khác biểu đồ tương quan dung lượng gói tin tốc độ truyền thơng Hình 5.6 Biểu đồ tương quan dung lượng gói tin thời gian truyền thông Biểu đồ gọi Ethernet Saturation Graph, cho thấy tốc độ truyền thơng hàm MPICH tăng lên nhanh kích thước gói tin tăng lên ứng với khoảng trước điểm Saturation Point, sau dù kích thước gói tin có tăng lên nhanh (ứng với tăng thời gian truyền thông theo hàm mũ số 10) tốc độ truyền thông mạng tăng lên cách tuyến tính 5.5 Đánh giá tổng hợp hiệu hệ thống BKCluster LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 69 Qua kết đo hiệu ta thấy kết cụ thể hiệu hệ thống mặt tính tốn, truyền thơng, truy cập nhớ Do mục đích hệ thống BKCluster thực toán khoa học nên hiệu tính tốn tồn hệ thống quan trọng Kết việc thực gói phần mềm NPB máy trạm đóng vai trị nút tính tốn cho thấy hiệu lớn đạt 396.86 MFLOPS Việc tính tốn song song có lợi việc tính tốn riêng máy tính chỗ tận dụng đồng thời lực tính tốn CPU dung lượng nhớ máy trạm Kết thể rõ qua kết toán EP MG Đây hai toán hạn chế truyền thơng cần nhiều thao tác tính tốn độc lập (EP) truy cập vào nhớ (MG) Hiệu tính tốn tổng hợp tăng lên gần tuyến tính số tiến trình thực toán EP (mỗi máy trạm thực tiến trình) Đối với tốn MG liệu lớp A, việc thực máy trạm lâu (lớn tiếng) với hai máy trạm giảm thời gian xuống khoảng 122 giây Tuy nhiên, kết phản ánh tốc độ truyền thông mạng LAN chưa cao Với card mạng switch cho phép tốc độ truyền lên tới 100Mbps kết đo cho giá trị lớn 29 Mbps giao thức TCP 7.88 Mbps hàm truyền thông thư viện MPICH Nhược điểm xuất phát từ nguyên nhân chủ yếu chưa thiết lập thơng số cấu hình tối ưu (như kích thước Buffer Socket) cài đặt thư viện MPICH, việc đòi hỏi phải thu thập thêm số kết thực nghiệm dịch lại mã nguồn MPICH Do tốc độ truyền thông cao hàm thư viện MPICH 7.88 Mbps nên dẫn đến hiệu tính tốn tốn địi hỏi nhiều thao tác truyền thông chưa cao, chí cịn xảy tượng hiệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 70 tính tốn tổng cộng giảm số máy trạm tham gia tính tốn tăng lên (điều thể rõ qua kết toán CG, IS) Điều khắc phục thơng qua việc cải tiến cấu hình thư viện MPICH làm tăng tốc độ truyền thông Tuy nhiên, dựa vào kết toán EP, MG, LU ta thấy việc tăng hiệu toàn hệ thống hồn tồn đạt tăng số máy trạm đóng vai trị nút tính tốn, điều cho thấy hệ thống đạt số yêu cầu hệ thống xây dựng theo mơ hình song song phân cụm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 71 CHƯƠNG KẾT LUẬN Trung tâm tính tốn hiệu cao Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, triển khai nghiên cứu đề tài: Xây dựng hệ thống tính tốn song song Mục đính hệ thống cung cấp giải pháp tính toán hiệu cao, giá thành rẻ thuận tiện cho việc nghiên cứu nhu cầu tính tốn nước Chuẩn bị cho việc hội nhập, để xây dựng mạng tính tốn lưới Việt Nam (VN Grid) Sau thời gian nghiên cứu triển khai, phiên đóng gói, cài đặt hệ thống Trung tâm tính tốn hiệu cao Đang triển khai mở rộng số trung tâm khác như: Trung tâm máy tính thuộc Trường đại học Bách Khoa Hà nội, Trường kỹ thuật Mật Mã Trong phần đánh giá hiệu hệ thống tích hợp vào hệ thống Đề tài : Đánh giá hiệu hệ thống song song trình bày mục đích, nhiệm vụ hệ thống Về mặt lý thuyết, đề tài khảo sát số phần mềm đánh giá hiệu giới mặt mục đích, cấu trúc ý nghĩa thứ nguyên biểu diễn số đo hiệu Các kết thực nghiệm thu cho thấy hiệu tính tốn hệ thống tính tốn song song phân cụm q trình xây dựng hoàn thiện hệ thống BKCluster Các kết phản ánh đặc tính riêng thành phần hệ thống phần cứng phần mềm, hiệu tính tốn máy trạm riêng biệt, tốc độ truy cập nhớ trong, tốc đô truyền thông mạng hiệu thư viện truyền thông điệp MPICH Qua việc đánh giá, phân tích tổng hợp kết trên, ta đưa hạn chế cần khắc phục hệ thống số LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 72 ảnh hưởng đặc tính riêng hiệu tính tốn trung hệ thống, đặc biệt ảnh hưởng tốc độ truyền thông Bên cạnh kết trên, khuôn khổ đề tài số việc chưa làm được, cụ thể sau : Các kết thu đánh giá phần hệ thống, kết thu cịn hạn chế, chưa sát với thực tế Đề tài số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hệ thống chưa khắc phục yếu tố Việc giải hạn chế hướng phát triển đề tài tương lai Việc khắc phục hạn chế nâng cao hiệu tính tốn đồng thời làm thay đổi số đặc tính hệ thống, lại cần phải áp dụng phần mềm đo hiệu tương ứng để đánh giá hiệu hệ thống so với hệ thống cũ Việc đánh giá hiệu hệ thống dùng phần mềm đo hiệu tổ chức, cá nhân nước Mặc dù phần mềm chuyên dụng sử dụng rộng rãi chưa thể phản ánh xác đặc tính riêng hệ thống Một nhiệm vụ cần đặt phải xây dựng chương trình đo hiệu riêng dùng thống Trung tâm tính tốn hiệu cao, từ phát triển lên thành quy trình đánh giá hiệu riêng, áp dụng đo hiệu Trung tâm máy tính, thư viện điện tử thuộc trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Từ qui trình đánh giá, đưa kết luận hiệu thực máy tính riêng lẻ hệ thống, áp dụng việc đo kiểm tra mua thiết bị, muốn thiết kế hệ thống để đạt hiệu cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Thuỷ, Đặng Minh Quân “Ảnh hưởng yếu tố không đồng tới hiệu hệ thống xử lý song song NOW”, Hội thảo vấn đề chọn lọc công nghệ thông tin, Đại Học Thái Nguyên, 2003 [2] Karl-Johan Andersson, Daniel Aronsson and Patrick Karlsson “An evaluation of the system performance of a Beowulf cluster”, Internal Report No 2001:4 [3] Roger Hockney “A Framework for Benchmark Performance Analysis”, Supercomputer 48, IX-2, 1992 [4] Atul Kumar “A Performance Evaluation and Benchmarking Tool, Department of Computer Science & Engineering”, Indian Institute of Technology, Kanpur January 1998 [5] D.Bailey, E.Barszcz, J Barton, D Browning, R Carter, L Dagum, R Fatoohi, S Fineberg, P.Frederickson, T Lasinki, R Schreiber, H Simon, V Venkatakrishnan, S Weeratunga “THE NAS PARALLEL BENCHMARKS”, RMR Technical Report RNR-94-007, March 1994 [6] D.Bailey, E.Barszcz, L Dagum and H Simon “NAS Parallel Benchmark Result”, RNR-94-006, March 211994 [7] Jack J Dongarra, Piotr Lszczek, Antoine Petitet “The Linpack Benchmark : Past, Present, and Future”, December 2001 [8] John D McCalpin “STREAM : Sustainable Memory Bandwidth in High Performance Computers”, http://www.cs.virginia.edu/stream/ [9] Quinn O.Snell, Armin R Mikler and John L Gustafson “NetPIPE : A Network Protocol Independent Performance Evaluator”, Ames Laborator Scalable Computing Lab, Ames, Iowa 50011, USA [10] “Netperf : A Network Performance Benchmark, Revision 2.1” Informtion Networks Divison Hewlett-Packard Company February 15, 1996 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... tốn, tính hiệu toàn hệ thống Đối với hệ thống tính tốn song song phân cụm, việc đánh giá hiệu tiến hành hai mức độ Đánh giá hiệu thành phần hệ thống : Gồm phần cứng phần mềm - Đánh giá hiệu phần... QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 1.1 Định nghĩa đánh giá hiệu năng? ??………………………………… 1.2 Mục đích việc đánh giá hiệu năng? ??……………………………… 1.3 Phân loại phần mềm đo hiệu năng? ??………………………… 1.3.1 Phân. .. trình song song hệ thống đa máy tính tương thích với hệ thống phân cụm, số trường hợp hiệu thực chương trình không tối ưu hệ thống song song phân cụm có số đặc điểm riêng biệt Hệ thống tính tốn song