linpack测试综述.docx

Linpack 测试概述
1 引言
近些年随着计算机软硬件技术的提高, 尤其是网络部件性能的提
高,集群技术得到不断的发展。传统的 PVP(Parallel Vector
(
Processor )超级计算机以及 MPP Massively Parallel Processing)
的成本很容易达到几千万美元, 与此相比, 具有相同峰值性能的机群
价格则要低 1到2个数量级。 机群大量采用商品化部件, 它们的性能和
价格遵循 Moore定律,从而使机群的性能 / 成本比的增长速率远快于
。
PVP和MPP
在实际应用中, 人们越来越发现峰值性能不能用作衡量计算机系
统的指标 , 从而开始开发各种测试程序来确定系统的实际性能。 计算
峰值或者浮点计算峰值是指计算机每秒钟能完成的浮点计算最大次
数,包括理论浮点峰值和实测浮点峰值。 理论浮点峰值是该计算机理
论上能达到的每秒钟能完成浮点计算最大次数,它主要是由 CPU的主
频决定的。 计算公式为: 理论浮点峰值= CPU主频× CPU每个时钟周
期执行浮点运算的次数×系统中 CPU数。实测浮点峰值是指 Linpack
值,是在这台机器上运行 Linpack 测试程序, 通过各种调优方法得到
的最优的测试结果。 在实际程序运行中, 几乎不可能达到实测浮点峰
值,更不用说理论浮点峰值了。 这两个值只是作为衡量机器性能的一
个指标。
Linpack 已经成为国际上最流行的用于测试高性能计算机系
统浮点性能的 benchmark 。通过利用高性能计算机, 用高斯消元法
求解一元 N次稠密线性代数方程组的测试, 评价高性能计算机的浮
点性能。当前,用于科学与工程计算的集群系统在国内外得到愈来
愈广泛的应用。对集群系统进行 Linpack 性能测试一方面有助于考察
系统的实际计算能力, 另一方面可以通过测试找出系统的性能瓶颈从
而对系统进行有针对性的改进。
2 Linpack 测试程序简介
LINPACK是线性系统软件包 (Linear system package) 的缩写,
主要开始于 1974 年 4 月,美国 Argonne 国家实验室应用数学所主
任 Jim Pool ,在一系列非正式的讨论会中评估,建立一套专门解线
性系统问题之数学软件的可能性。 后来便提出了 LINPACK 计划案送
到国家科学基金会 (National Science Foundation ) 审核, 经国
家科学基金会同意并提供经费。
Linpack 是一个用 Fortran 语言编写的线性代数软件包,主要用
于求解线性方程和线性最小平方问题。 该软件包提供了各种线性系统
中的求解方法,比如各种各样的矩阵运算。 Linpack 的初衷并不是制
订一个测试计算机性能的统一标准, 而只是提供一些常用的计算方法
的实现,但是由于该软件包的广泛使用 , 这样就为通过 Linpack 例程
来比较不同计算机的性能提供了可能。
Linpack 测试包括三类, Linpack100 、 Linpack1000 和 HPL。
Linpack100 求解规模为 100 阶的稠密线性代数方程组, 它只允许
采用编译优化选项进行优化,不得更改代码,甚至代码中的注释