ملاحظة
يتطلب الوصول إلى هذه الصفحة تخويلاً. يمكنك محاولة تسجيل الدخول أو تغيير الدلائل.
يتطلب الوصول إلى هذه الصفحة تخويلاً. يمكنك محاولة تغيير الدلائل.
تم تصميم أنظمة الحوسبة High-Performance (HPC) لمعالجة كميات كبيرة من البيانات وإجراء حسابات معقدة بسرعات عالية. فهم وقياس أدائها أمر بالغ الأهمية لتحسين النظام، وقرارات الشراء، وضمان تلبية التطبيقات لمتطلبات الأداء. توفر هذه الوثيقة نظرة عامة شاملة على مفاهيم أداء HPC ومنهجيات قياس الأداء.
مقاييس الأداء الرئيسية
يعد فهم المقاييس الأساسية المستخدمة لقياس أداء نظام HPC أمرا ضروريا لتقييم النظام ومقارنتها بشكل هادف. وهي توفر قياسات موضوعية للمقارنة، وتحديد اختناقات النظام وبالتالي تمكين ضبط الأداء والمساعدة في التنبؤ بأداء التطبيق. الأداء
يتم قياس القدرات الحسابية لأنظمة HPC من خلال مقاييس مختلفة تحدد قدرتها على تنفيذ العمليات الحسابية والتعليمات.
- FLOPS ( عملياتFloating-Point في الثانية): يقيس القوة الحسابية الأولية للنظام
- ذروة الأداء: الحد الأقصى النظري للأداء الذي يمكن تحقيقه من قبل النظام
- الأداء المستدام: الأداء الفعلي الذي تم تحقيقه أثناء عمليات العالم الحقيقي
- IPS (إرشادات في الثانية): معدل تنفيذ المعالج للإرشادات
فئات قياس الأداء
تخدم أنواع مختلفة من المعايير أغراضا مختلفة في تقييم أداء النظام، بدءا من اختبار مكونات محددة إلى تقييم أداء التطبيقات في العالم الحقيقي.
| معايير اصطناعية (اختبار مكونات أو خصائص نظام محددة) |
معايير التطبيق (تطبيقات العالم الحقيقي أو وكلاءها) |
معايير النواة (أجزاء صغيرة ومكتفية ذاتيا من التطبيقات) |
|---|---|---|
| STREAM (عرض النطاق الترددي للذاكرة) | أبحاث الطقس والتنبؤ به (WRF) | معايير NAS المتوازية |
| معايير Intel MPI (أداء الشبكة) | GROMACS (ديناميكيات جزيئية) | معايير مرجانية DOE |
| LINPACK (جبر خطي كثيف) | NAMD (ديناميكيات جزيئية) | تطبيقات وكيل ECP |
| HPCG (جبر خطي متفرق) | MILC (chromodynamics الكمومي) |
أساليب تحليل الأداء
تستخدم تقنيات مختلفة لجمع بيانات الأداء التفصيلية وتحديد الاختناقات في أنظمة وتطبيقات HPC. الأساليب الأكثر استخداما هي جمع معلومات حيث تجمع بيانات وقت التشغيل لفهم سلوك البرنامج وأنماط استخدام الموارد، وطريقة التتبع التي تلتقط فيها تفاصيل المعلومات الزمنية حول تنفيذ البرنامج وسلوك النظام للتحليل المتعمق.
التنميط
- التنميط المستند إلى الوقت: عداد برنامج أخذ العينات على فترات منتظمة
- جمع المعلومات المستندة إلى الحدث: جمع بيانات عداد الأجهزة
- جمع معلومات الاتصال: تحليل أنماط الرسائل والتوقيت
- جمع معلومات الإدخال/الإخراج: قياس أداء نظام الملفات
تتبع
- تحليل المخطط الزمني: تسجيل السلوك الزمني للأحداث
- تتبع الرسائل: تحليل أنماط الاتصال
- تتبع عداد الأجهزة: تسجيل أحداث الأجهزة بمرور الوقت
تقنيات تحسين الأداء
تساعد هذه الاستراتيجيات على زيادة كفاءة النظام وأداء التطبيق عبر جوانب مختلفة من أنظمة HPC. عادة ما تجمع التقنيات الأكثر فعالية بين عناصر من جميع الفئات الثلاث، ما يؤدي إلى إنشاء استراتيجية تحسين متوازنة تأخذ في الاعتبار خصائص أداء النظام بأكمله. غالبا ما يأتي النجاح من تحديد أي مجموعة من هذه التقنيات تتطابق بشكل أفضل مع التطبيق المحدد وبنية النظام.
أفضل الممارسات لقياس الأداء
فيما يلي ممارسات معيارية ثابتة تضمن قياسات أداء موثوقة وقابلة للتكرار.
المنهجية
- لتحديد أهداف ومقاييس واضحة
- تحديد معايير تمثيلية
- ضمان شروط الاختبار المتسقة
- توثيق كافة معلمات الاختبار
- إجراء عمليات تشغيل متعددة للصلاحية الإحصائية
المزالق الشائعة التي يجب تجنبها
- فترات التجهيز غير كافية
- خيارات المحول البرمجي غير المتناسقة
- أحجام العينات غير الكافية
- مجموعات بيانات إدخال غير واقعية
- تجاهل تغير النظام
متطلبات إعداد التقارير
- تفاصيل تكوين النظام
- معلومات مكدس البرامج
- معلمات المعيار
- النتائج الأولية والتحليل الإحصائي
- الظروف البيئية
- إعدادات التحسين