Эффективность выполнения DVM-программ

Для DVM-программ вопрос эффективности выполнения носит принципиальный характер, поскольку эти программы должны при запуске динамически (без перекомпиляции) настраиваться на количество и производительность выделенных для их выполнения процессоров. Для оценки эффективности выполнения DVM-программ были разработаны соответствующие версии тестов NAS (NPB 2.3).

Эти тесты хорошо отражают характер вычислительных задач различных классов, за исключением задач с нерегулярными сетками. Ниже дается краткая характеристика тестов, и приводятся их размеры в строках для трех версий каждой программы – последовательной версии, MPI-версии и DVM-версии.

Тест	Характеристика теста	SEQ	MPI	DVM	MPI/ SEQ	DVM/SEQ
BT	3D Навье-Стокс, метод переменных направлений	3929	5744	3991	1.46	1.02
CG	Оценка наибольшего собственного значения симметричной разреженной матрицы	1108	1793	1118	1.62	1.01
EP	Генерация пар случайных чисел Гаусса	641	670	649	1.04	1.01
FT	Быстрое преобразование Фурье, 3D спектральный метод	1500	2352	1605	1.57	1.07
IS	Параллельная сортировка	925	1218	1067	1.32	1.17
LU	3D Навье-Стокс, метод верхней релаксации	4189	5497	4269	1.31	1.02
MG	3D уравнение Пуассона, метод Multigrid	1898	2857	2131	1.50	1.12
SP	3D Навье-Стокс, Beam-Warning approximate factorization	3361	5020	3630	1.49	1.08
S	.	17551	25151	18460	1.43	1.05

SEQ – поcледовательная программа
MPI – параллельная программа с использованием Fortran77+MPI или Си(IS)+MPI
DVM – параллельная программа на языке Fortran-DVM или C-DVM (IS)

Ниже для каждого теста приведены отношения времени выполнения его MPI-версии к времени выполнения DVM-версии на ЭВМ МВС-1000М.

Замечание. В таблице отсутствуют результаты сравнения для тестов IS и MG на 512-ти процессорах, поскольку не удалось пропустить MPI-версии этих тестов.

Конечно, сравнение на тестах NPB 2.3 не вполне правомерно – они написаны на очень высоком профессиональном уровне и являются объектом пристального внимания многих специалистов. При разработке реальных параллельных программ, как правило, достижение высокой эффективности требует многократных изменений программы для поиска наилучшей схемы ее распараллеливания. Успешность такого поиска определяется простотой модификации программы. Кроме того, прикладному программисту трудно реализовать многие часто используемые приемы распараллеливания так же эффективно, как они реализуются системами программирования. Поэтому на реальных программах MPI-подход очень часто проигрывает по эффективности DVM-подходу.