HPL 测试介绍

HPL（The High-Performance Linpack Benchmark）是测试高性能计算集群系统浮点性能的基准，其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进行测试，评价高性能计算机的浮点性能。
浮点计算峰值是指计算机每秒可以完成的浮点计算次数，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每秒可以完成的浮点计算次数，主要由 CPU 的主频决定。

理论浮点峰值 ＝ CPU 主频 × CPU 核数 × CPU 每周期执行浮点运算的次数。

CPU 理论浮点运算速率计算公式：FLOPS = 核数 x 单核主频 x CPU 单个周期浮点计算值。

其中， CPU 单周期双精度浮点计算能力 = 2(FMA 数量) x 2(同时加法和乘法) x 512/64

准备工作

  1. 准备测试环境，需创建一个最高规格单计算节点的 EHPC 集群，如 CPU 26 核、内存 80G，详细操作可参看创建 EHPC 集群相关内容。

  2. 下载 HPL 软件和测试脚本，以及测试算例。

  3. 将 HPL 软件上传至已创建完成的 EHPC 集群的共享目录中，详细操作可参考上传本地文件相关内容。

  4. 算例中，只需更改 NS，P，Q 这三个参数，其计算方式如下：

    NS 计算方法：N * N * 8 = 集群总内存 * 80%，此处计算出的 N 就是 NS 填入的值。

    P，Q 取值方法：P * Q = 核心数（P < = Q）其中，P 取值最好为 2 的幂。

    假设核心数为 24 核，那么 P，Q 可以选择的组合：

    • P = 2，Q = 12

    • P= 4，Q = 6 任选一组即可。（P，Q 在跑不同用例前，要做对应调整）

  5. 将测试脚本和测试算例上传至登录节点的目录下。

  6. 参考 WebSSH 章节相关内容，登录至集群的登录节点，编写如下脚本。

    [admin@login1 ~]$ vim myscript

// 内容如下：
#!/bin/bash

source /es01/software/profile.d/inteloneapi.sh

mpirun /es01/software/hpl-2.3/bin/Linux_Intel64/xhpl HPL.dat

测试方法

单节点集群

  1. 参考 WebSSH 章节相关内容，登录到集群登录节点。

  2. 在测试脚本和算例文件所在目录，修改 HPL.dat 文件中的 P、Q 值，需要分别验证 8 核，16 核，24 核的浮点性能。

    说明

    P、Q 修改及所对应的组合详见准备工作中的步骤 4。

  3. 算例文件修改完成并保存。

  4. 输入如下命令，其中，-n 的取值应该分别为 8，16，24（即当前用例要测试的核心数）。

    # sbatch -n 2 hpl.sh
Submitted batch job 10

  5. 登录 QingCloud 管理控制台，选择产品与服务 > 高性能计算 > 弹性高性能计算 EHPC，点击左侧导航栏中的作业管理，进入作业页面，可以查看作业运行状态。

  6. 等待作业运行完成，查看相应的运行结果，详细操作可参考查看作业结果相关内容。

  7. 查看结果。需要关注的数据就是 Gflops，数值越高代表算力越强。如下所示三组 case 的预期是：核心数越多，Gflops 数值越高。

    hpl 1

多节点集群

  1. 单计算节点，测试其 CPU 26 核的算力，测试方法同单节点集群。

    得出结果后，取平均单核算力，如总算力为 3.0015e+02，则单核算力为 3.0015e+02/26。

  2. 双节点，单节点测试完成后，给集群添加一个同规格的计算节点，测试 52 核心的算力，测试方法同上。

  3. 三节点，双节点测试完成后，给集群再添加一个同规格的计算节点，测试 78 核心的算力，测试方法同上。

  4. 预期结果：节点数越多，单核算力越低