NPB benchmark（NAS Parallel Benchmarks）使用、安装和配置

1 NPB介绍

NAS并行基准测试(NPB)是一套针对高并行超级计算机性能评估的基准测试。它们由NASA高级超级计算(NAS)部门(前身是NASA数值空气动力学模拟程序)开发和维护，该部门位于NASA艾姆斯研究中心。基准来自计算流体动力学（CFD）应用程序，由原始“铅笔和纸”规范（NPB 1）中的五个内核和三个伪应用程序组成。该基准套件已扩展为包括针对非结构化自适应网格，并行I / O，多区域应用程序和计算网格的新基准。NPB中的问题大小是预定义的，并表示为不同的类别。NPB的参考实现在MPI和OpenMP（NPB 2和NPB 3）等常用编程模型中可用。

1.1 基准测试规范

npb1中规定的最初八个基准模拟CFD应用中的计算和数据移动:

• 五个内核
  • IS -整数排序，随机内存访问
  • EP -令人尴尬的并行任务
  • CG -共轭梯度，不规则的记忆存取和通信
  • MG -多重网格对序列网格，长、短距离通信，内存密集型
  • FT -离散三维快速傅里叶变换，全对全通信
• 三个伪应用程序
  • BT -三对角求解器
  • SP -五对角求解器
  • LU -高斯求解器

1.2 问题规模

S级：较小，用于快速测试
W级：工作站大小（90年代的工作站；现在可能太小了）
A，B，C级：标准测试问题； 从一个类到下一个类，大小增加约4倍
D，E，F级：大型测试问题； 与之前的每个类相比，大小增加了约16倍

版本	基准	问题类别	使用的编程模型	主要变化
NPB 3.4	IS，EP，CG，MG，FT，BT，BT-10，SP，LU，UA，DC，DT	S，W，A，B，C，D，E，F	MPI，OpenMP	添加了F类，动态内存分配
NPB 3.4-MZ	BT-MZ，SP-MZ，LU-MZ	S，W，A，B，C，D，E，F	MPI + OpenMP，OpenMP	动态内存分配
NPB 3.3.1	IS，EP，CG，MG，FT，BT，BT-10，SP，LU，UA，DC，DT	S，W，A，B，C，D，E	MPI，OpenMP，串行	增加了E类
NPB 3.3.1-MZ	BT-MZ，SP-MZ，LU-MZ	S，W，A，B，C，D，E，F	MPI + OpenMP，OpenMP，串行	嵌套的OpenMP版本
GridNPB 3.1	ED，HC，VP，MB	S，W，A，B	Globus，Java，串行	添加了Globus版本
NPB 3.0	IS，EP，CG，MG，FT，BT，SP，LU	S，W，A，B，C	OpenMP，HPF，Java	新的编程范例
NPB 2.4.1	IS，EP，CG，MG，FT，BT，BT-IO，SP，LU	S，W，A，B，C，D	MPI	添加了BT-IO D类
NPB 2.3	IS，EP，CG，MG，FT，BT，SP，LU	S，W，A，B，C	MPI，串行	添加了CG，串行版本

2 NPB的安装和配置

（前提是已经安装了MPI）

首先去NPB官网（https://www.nas.nasa.gov/publications/npb.html）下载NPB的安装包。

下载好后，将压缩包解压出来。

tar -zxvf NPB3.3.1.tar.gz

cd NPB3.3.1
cd NPB3.3-MPI
cd config
cp make.def.template make.def

然后配置NPB，修改make.def的下列信息，其他信息不用修改

32行：MPIF77 ＝ mpif77
39行：FMPI_LIB ＝ 
78行：MPICC = mpicc
87行：CMPI_LIB = 

3 NPB使用

make NPROCS= CLASS=     [SUBTYPE=] [VERSION=VEC]

C类，D类和E类不适用于DT。类别E不适用于IS。“VERSION=VEC”选项用于选择BT和LU的向量化版本。

以IS为例，编译指令为 make IS（指定哪个程序）CLASS=B（指定问题规模）NPROCS=8(指定运行的处理器个数)  ＃问题规模为B，处理器个数为8

cd NPB3.3.1
cd NPB3.3-MPI
make IS CLASS=B NPROCS=8

编译完成后会在bin/文件夹下面生成is.B.8可执行文件

使用MPI运行IS.B.8这个文件，记得分配对应的核数，否则会报错

mpirun -np 8 is.B.8

其他程序可以按照上述方式使用。