哈尔滨工业大学：《并行处理与体系结构》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 性能指标和基准程序（3.5）并行程序性能

第3章性能指标和基准程序 1系统和应用的基准程序 2性能和成本 23基本性能指标 24并行计算机性能 a(5并行程序性能 (6可扩展性和加速比分析 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 2 第3章 性能指标和基准程序 ◼ 1 系统和应用的基准程序 ◼ 2 性能和成本 ◼ 3 基本性能指标 ◼ 4 并行计算机性能 ◼5 并行程序性能 ◼ 6 可扩展性和加速比分析

25并行程序性能 说明 讨论有关并行应用的一些性能问 题和性能指标 2.提出的所有性能指标,有通用性 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 3 5 并行程序性能 说明： 1. 讨论有关并行应用的一些性能问 题和性能指标 2. 提出的所有性能指标，有通用性

、性能指标 1.前言 设顺序程序0由一串A个分计算阶段01, C2,∴Ck所组成 D0P是并行性 下图给出了一个阶段并行程序 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 4 ◼一、性能指标 ◼ 1.前言 ◼ 设顺序程序C由一串A个分计算阶段C1， C2，…Ck所组成 ◼ DOPi是并行性 ◼ 下图给出了一个阶段并行程序

交互 阶段G1 阶段Gi: 交互 阶段Gk: (1) TI DOPI DOP DOP k 应用程序的阶段并行模型 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 5

2.基本指标 口从语义上讲,上图有顺序执行的 步G计算的工作负载,如上图示 口可求总并行性开销 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 6 2.基本指标 ❑从语义上讲，上图有顺序执行的 ❑步Ci计算的工作负载，如上图示 ❑可求总并行性开销

当在n个处理器上执行工作负载时, 步Gi并行执行时间: T(D=T(i/n 在n个结点上总的并行执行时 间为: T,(i) +T +T I sisk min(doP;,n) par interact 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 7 ◼当在n个处理器上执行工作负载时， 步Ci并行执行时间： Tn(i)=T1(i)/ n ◼在n个结点上总的并行执行时 间为：

3.极值指标 ④存在几个极值指标以给出Pn、Tn和 Sn的下限和上限。设T是关键路 径的长度,有: ∑ T1(i) 1 sisk DOP 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 8 ◼ 3.极值指标 ① 存在几个极值指标以给出Pn、Tn和 Sn的下限和上限。设T∞是关键路 径的长度，有：

②使得Tn=T的n最小值称为最大并 行性,记为Nax可由 Nn=max1≤j<k(D0P)计算该指标 ③持续加速比Pn的最大值P=W/T 是它的上限。 ④N个结点执行时间Tn的下限值为 T1/n和T。Tn≥max(T1/n,T) 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 9 ② 使得Tn=T∞的n最小值称为最大并 行性，记为Nmax。 可由 Nmax=max1≤jk(DOPi)计算该指标。 ③ 持续加速比Pn的最大值P∞=W／T ∞是它的上限。 ④ N个结点执行时间Tn的下限值为 T1／n和T∞。Tn≥max(T1/n, T∞ )

⑤平均并行性T1/T,是加速比的上限。 即Sn≤T1/Tn ⑥ Brent已证明,若不计所有并行性和 交互开销,Tn受限于下列不等式 T1/n≤Tn<T1/nt+Te ⑦将Tn≥max(T1/n,T)代入可得: max(T1n,T)≤Tn<T1/n+T。 这些不等式在估计并行执行时间时 很有用。 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 10

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 10 ⑤ 平均并行性T1/T∞，是加速比的上限。 即Sn≤T1/Tn。 ⑥ Brent已证明，若不计所有并行性和 交互开销，Tn受限于下列不等式： T1/n≤ Tn T1/n+T∞ ⑦ 将Tn≥max(T1/n, T∞ )代入可得： max(T1/n ,T∞)≤ Tn  T1/n+T∞。 ◼ 这些不等式在估计并行执行时间时 很有用

下表基于阶段并行模型性能的 些指标: 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 11 ◼下表基于阶段并行模型性能的一 些指标：