İTÜ Bilişim Enstitüsü yüksek başarımlı hesaplama sistemleri üzerinde başarım testleri

Abstract

Küme(Cluster) sistemleri dünyadaki yüksek başarımlı hesaplama sistemleri içinde giderek artan bir yer almaktadır. İstanbul Teknik Üniversitesi Grid Sistemi (İTÜ-Grid) yeni kurulmakta olan ve dünyaynın en hızlı Yüksek Başarımlı Hesaplama Sistemleri içerisinde yer almayı hedefleyen bir küme(cluster) sistemidir. İTU-Grid temel olarak dört farklı altyapıdan oluşan heterojen bir sistemdir. Üç benzer yapı İTU-Grid sisteminin temel yapısını oluşturur. Bunlardan birincisi SMP yapısına sahip 2 tane 3.4 GHz hızında Intel Xeon işlemcinin bulunduğu DL360 G4 Proliant sunucusudur. İkinci yapı SMP yapısına sahip 4 tane 3.16 GHz hızında Intel Xeon işlemcinin bulunduğu DL580 G3 Proliant sunucusudur. Üçüncü sistem ise 2 tane UltraSparcIIIi işlemcinin bulunduğu SunFire V210 sunucusdur. High Performance Computing Challenge (HPCC) Benchmark testi 7 farklı testen oluşmaktadır. Bu testler HPL, DGEMM, FFT, STREAM, RandomAccess, PTRANS ve Latency/Bandwidth benchmark testlerinden oluşur. Herbir test Yüksek Başarımlı Hesaplama sistemleri için toplam performans karakteristiğini oluşturan farklı bir performans değerini ölçmektedir. Birim zamanda yapılan milyar tane işlem sayısı, işlemcilerin belleğe ulaşım hızları ve sistem içindeki haberleşme gecikme süresi ve bantgenişliği ölçülen başlıca değerlerdir. HPPC benchmark testi sistemi bir bütün aynı zamanda herbir alt birimini kendi içerisinde detaylı olarak incelemeye olanak vermektedir. Bu çalışmada HPCC test sonuçlarına göre sistemdeki 3 farklı küme yapısı incelenerek birbiriyle karşılaştırılmaya çalışılmıştır. Bu sistemler avantajları ve dezavantajları açısından karşılaştırılarak sistemin genişletilmesi hakkında önbilgi elde edilemeye çalışılmıştır.

Clusters of commodity hardware form most of the fastest high performance computing systems around the world. Istanbul Technical University Grid (ITU-Grid) system is a newly constructed cluster system, which is being tested and improved to be placed in world's fastest High Performance Computing Systems list(Top500 list). Istanbul Technical University, Informatics Institute Grid system is a small heterogeneous grid system that consists of mainly four subsystems with different architectures. Three similar systems constitute the basic part of ITU-Grid. First system is DL360 G4 Proliant server that is a symmetric multiprocessing (SMP) system consisting of two 64bit-Intel Xeon processors running at 3.4 GHz clock speed. Second system is HP DL580 G3 Proliant server that is a multi-processor (MP) SMP system consisting of four 64bit-Intel Xeon MP processors running at 3.16 GHz clock speed. Third system is Sun Fire v210 server with two UltraSparcIII i processor running at 1.06 GHz clock speed. High Performance Computing Challenge (HPCC) benchmark suite consists of 7 different test programs such as HPL, DGEMM, FFT, STREAM, RandomAccess, PTRANS and Latency/Bandwidth which measures different performance characteristic of a High Performance Computing (HPC) system; such as floating point execution rate, memory access bandwidth, interconnection network bandwidth, and communication latency values, which are considered to be the main performance measurements for HPC systems. HPCC benchmark allows examination of the system at hand in details by giving test results about main components of the system and the system as a whole. In this study, different architectures in the system are analyzed according to total performance, memory access bandwidth and network communication properties by HPCC Benchmark suite. We try to show advantages and disadvantages of the systems for a HPC system.