[发明专利]一种HPL计算模型仿真方法

说明书

本发明公开的一种HPL计算模型仿真方法，包含以下顺序的步骤：获取用户输入的CPU、GPU、MISC等系统配置参数，根据CPU和GPU的运算能力来确定仿真计算任务量在CPU和GPU上的分配比，将对应的任务分别在CPU和GPU上进行仿真计算，记录仿真计算所消耗的时间，计算分析系统的浮点性能，展示仿真结果。本发明的HPL计算模型仿真方法提供可视化界面，操作简单，通过仿真的形式计算分析系统的浮点运算性能，相对于传统HPL测试，大大提高了工作效率，同时对于挖掘系统性能的瓶颈也具有重要的帮助意义。

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别涉及一种HPL计算模型仿真方法。

背景技术

随着信息化社会的飞速发展，人们对信息处理能力的要求也随之水涨船高。近年来，HPC市场在信息化的推动下，不断扩大与细分。HPC应用的类型和数量也随之持续递增，除了传统HPC应用(如科学研究、石油勘探、气象环境、航天、国防等)，特别是近两年备受关注的人工智能领域(如自动驾驶汽车、无人机、人脸识别、医疗诊断、智能家居等)让HPC成为重要的支撑平台，并且逐渐影响着人们的日常生活。

Linpack是国际上广泛用于测试高性能计算机系统浮点性能的基准。通过对高性能计算机采用高斯消元法求解N元稠密线性代数方程组的测试，评价高性能计算机的浮点性能。

HPL即High Performance Linpack，它是大规模并行系统广泛采用的Linpack测试软件包，针对现代并行计算机所提出的一种测试方案。用户无需修改任意测试程序，通过调节问题规模大小N(矩阵大小)、CPU使用个数，利用各种方法优化等来执行该测试程序，以便得到更好的测试性能。HPL采用高斯消元法求解线性方程组，它的浮点运算次数固定，当问题规模为N时，为(2N³/3+3N²/2)。因此，当求解的问题规模N和测得系统计算时间T被给出时，就可以轻易算出峰值＝(2N³/3+3N²/2)/T，单位为浮点运算每秒(Flops)。

随着产品硬件不断更新换代，计算机的运算能力也以数量级的速度提升。计算峰值成为衡量计算机性能的一个重要标准，例如浮点计算峰值，它是指计算机每秒钟能完成的浮点运算最大次数，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能达到的每秒钟能完成浮点计算最大次数，它主要是由CPU的主频决定的。理论浮点峰值＝CPU主频×CPU每个时钟周期执行浮点运算的次数×系统中CPU核心数目。

实测浮点峰值是指Linpack测试值，也就是通过运行Linpack测试程序测试该台机器的浮点能力的测试结果。作为衡量机器性能的一个指标，这两个值用来度量机器的处理能力。

对于传统的HPL系统性能测试软件，虽然已被广泛运用在多种类型计算机的性能测试，并且在某种程度上，其测试结果能够正确反映计算系统的某些运行性能，但随着HPC的飞速发展，尤其是异构计算体系的推广，以及应用领域的不断拓展，也从很多方面暴露了传统HPL测试软件存在的不足之处：

传统HPL测试软件只是将测试结果反馈给用户，但并不能给出存在的问题以及解决问题的方式，不能帮助用户快速找出性能瓶颈和原因，并提出性能优化的改进建议。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种HPL计算模型仿真方法,该方法能够克服现有HPL测试软件不能测出系统性能瓶颈的技术难题，帮助用户快速找出性能瓶颈和原因，并提出性能优化的改进建议。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种HPL计算模型仿真方法,包含以下顺序的步骤：

获取用户输入的系统配置参数，所述系统配置参数包括CPU、GPU、MISC参数；