高性能计算基准测试程序（一）--NPB

基准测试程序

基准测试程序（Benchmark）用于测试和预测计算机系统的性能，揭示不通结构机器的长处和短处，为用户决定购买或使用哪种机器最适合其应用需求提供决策，或为科研、使用等目的提供集群各项性能指标。基准测试程序试图客观、公正地评价机器性能，但涉及到得因素很多，包括硬件、体系架构、编译优化、编程环境、测试条件、解题算法等等。一组标准的测试程序要提供一组控制测试条件和步骤的规范说明，包括测试平台、环境、输入输出数据、性能指标等。

不通的Benchmark侧重点不同：包括测试CPU性能、测试文件系统性能、测试网络通信速度、带宽、延迟，等等。

NAS Parallel Benchmark(NPB)

NAS并行基准测试程序是由美国航空航天局开发的一套代表流体动力学计算的应用程序集，它已经成为公认的用于测评大规模并行机和超级计算机的标准测试程序。NPB由9个程序组成，包括5个核心程序和3个模拟程序，和在NPB3.x-MPI版本中新增的Data Traffic benchmark，分别从不通的方面反映了流体力学计算的特点。NPB中每个基准测试程序有7类问题规模，分别为S、W
、A、B、C、D和E。其中A类规模最小，S（Sample）类是样例程序，W（Workstation）类通常用于工作站。NPB每个应用有各自的特点，其中DT、IS由C语言编写，其他7个由FORTRAN语言编写，是浮点密集型计算。

NPB的5个核心程序

1.EP（Embarrassingly parallel），繁杂并行，用于计算Gauss伪随机数，主要执行浮点数计算，EP的显著特点是不执行任何处理器间的通信，因此用不同的互相连接得到的结果显示同样的执行特点。
2.MG（MultiGrid）多栅格基准测试，监测短距和长距离通信。MG是一个简化的多栅格核心。
3.快速Fourier转换（FT）检测长距离通信，利用快速傅里叶变换来解决3维的偏微分方程。
4.IS（Integer sort）用于求解基于桶排序的二维大整数排序，要求打量全交换通信。
5.CG（Conjugate Gradient）用于求解大型稀疏对称正定矩阵的最小特征值的近似值。

另外流体力学中的3个模拟程序：

1.LU（Lower upper triangular）用于基于对称超松弛法求解块稀疏方程组。
2.SP（scalar penta-diagonal）用于求解5对角线方程组
3.BT（Block Tri-Diagonal）用于求解3对角线方程组
DT未了解。

官网及下载链接： http://www.nas.nasa.gov/publications/npb.html