衡量超级计算机的性能指标
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2011-03-25
11:06:33
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衡量超级计算机的性能指标
在介绍 Linpack 之前，我们先来熟悉几个术语。
对于超级计算机这种机群系统的主要性能指标有峰值速度、实测速度和运行效率等，计算速度一般
以计算机系统“每秒执行的浮点运算次数”(Float ingpoint Operations Per Second，Flops)为单位，并定义
了扩展单位 MFlops(百万次浮点运算每秒)、GFlops(十亿次浮点运算每秒)、TFlops(万亿次浮点运算每秒)
和 PFlops(千万亿次浮点运算每秒)等单位，下面我们简单介绍一下这些术语。
（1）峰值速度
峰值速度通过计算得出，也称为理论峰值速度。其计算公式为[理论峰值速度(亿次)=节点机每个处
CPU 主频(MHz)×CPU 每个时钟周期执行浮点运算的次数×CPU 总数目/108]。例如，“天河一号”的峰值速
度为 1206 万亿次每秒(TFlops)或 1.206 千万亿次每秒(PFlops)。
（2）实测速度
用评测软件对机群系统计算速度的实际测试值，目前国际上通用的超级计算机或高性能计算机评测
软件是 Linpack。这是一套采用求解线性方程组和特征值问题的方法来综合评价超级计算机浮点运算性能
的基准测试软件。实测速度能更客观地反映系统的实际计算性能，对用户而言，实测速度比峰值速度更有
意义。
（3）运行效率
一般是指超级计算机实测速度与峰值速度的比率。运行效率越高，表明系统具有的处理资源等经过
合理的系统设计得到了更有效的发挥。相对于由处理器数量和性能决定的理论峰值速度而言，运行效率显
然是一个能够更全面、科学地反映超级计算机性能和技术先进性的指标。
Linpack 是国际上最流行的用于测试高性能计算机系统浮点性能的测试软件。通过对高性能计算机
采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。测试包括三类：
Linpack100、Linpack1000 和 HPL。HPL 即 High Performance Linpack，也叫高度并行计算基准测试。
天河一号采用的 Linpack 测试方法为主流的 HPL。
HPL 测试全称为高性能计算 Linpack 基准测试。Linpack 最初的设计目的是为了帮助用户在解一个
线性方程式时提供执行时间信息。第一个“Linpack 基准”报告作为附录在 1979 年出现在 Linpack 用户指南
上，其中包括了 Linpack 软件组件通常的用法途径的数据; 针对一个行列大小都为 100 的矩阵问题, 汇集了
众多在当时得到广泛使用的计算机系统上(共计有 23 种)的结果。这样，用户就可以推断出解决他们的矩
阵问题所需时间。
Linpack 基准测试报告描述在求解计算密集型矩阵问题 Ax=b 时的性能,分为三个问题规模及相应的
优化选项：100×100 问题(内部循环优化)，1000×1000 问题(三级循环优化)以及一个可扩展并行问题。使
用 HPL 基准测试一般需要和收集的信息包括：
（1）Rpeak。系统的最大理论峰值性能, 用 GFLOPS 表示。
（2）Nmax。获得最高 GFLOPS 值时的矩阵规模或问题规模。
（3）Rmax。在 Nmax 规定的问题规模下，达到的最大 GFLOPS。
资源评论
zpainter2019-01-19完全没有用
tsshh2020-03-19内容偏简单，只是针对linpack测试的- gengchong1112014-09-08内容挺好挺全面的
