[发明专利]一种表征高性能计算应用特征的方法

摘要

本发明提供一种表征高性能计算领域各行业应用软件运行特征的方法。该方法全方位考查了应用程序在输入、存储、处理、传输以及输出这五个环节的负载压力，依次将应用划分为计算密集型、内存约束型、I/O密集型以及网络密集型等四个大的类别。通过这四个方面定量表示，充分表现了应用对CPU占用、内存容量、内存吞吐、输入/输出以及网络数据交换等方面的资源需求，最大化的反映了应用软件运行特征。本发明简单、实用、可靠、高效，可以非常直观的反映一款应用软件对高性能硬件资源的需求量。使得该应用可以在合适的高性能平台上运行，进而最大限度的发挥应用软件的性能。依据该特征，可以有的放矢的改进和突破该应用软件的性能瓶颈，提高应用的扩展性。

主权项

一种表征高性能计算应用特征的方法, 其特征在于针对现行高性能计算机体系架构及计算应用的特点，将对应用运行特征的表征过程大体划分为两个主要步骤，即，1）为应用程序运行对计算资源占用的监控和数据提取，2）为对所采集数据的分析和后处理，对于前者，根据高性能计算平台的架构特点，从后台运行监控器，实现对应用程序计算资源占用情况的实时监控，并提取数据，它不但要针对不同架构的硬件平台，更要求监控器对资源的占用微乎其微，不能影响到被监控程序的正常运行；而对于后者，根据硬件平台的特点设定合理的参照量，从所监控的海量数据中选取合适的参照量进行分析，以定位应用程序对计算资源的需要水平，要求有统一标准的对海量数据的分析处理能力；具体分析、组织流程如下：1）确定软、硬件平台：是指根据所要表征的应用软件，选择合适的硬件平台，并部署好相应的系统、数学库、监控器等软件环境，在这里硬件平台的性能应尽可能的平衡，并且尽可能的留有一定的资源余量；2）运行监控器：是指在流程1）中所部署好的硬件平台上，在主、从节点分别运行资源监控器；这里资源监控器应满足从所有的计算节点上实时监控应用资源占用量的功能，包括但不限于CPU使用率、内存占用量、实时IO带宽、网络吞吐，它应用完整涵盖所监测硬件平台的所有资源；3）从节点向主控节点发送监控数据：主控节点和从节点是针对监控来说的，它是一个相对的概念，主控节点亦可同时是从节点，它主要完成对监控数据的接收，而从节点则是监控自身资源占用情况并负责向主控节点发送监控数据，如果主控节点没有正常接收到数据就需要返回流程1），以重新确定软、硬平台的状态可用；4）在被监控的节点上运行所要表征的应用程序；5）实时监控：应保证所监控的数据真实有效，如数据失真则应返回流程2）；6）确定分析标准：根据所运行应用程序的硬件平台的硬件特点，来确定参照值，若应用是在千兆网络下运行，则应取千兆网络的带宽上限125MB/s作为参照值，若使用是的Infiniband网络，则应用取所使用HCA卡的上限值作为参考：其他指标参数的确定方法与此同；7）生成表征特征：根据监控数据，计算平均值或选取最大值，并与参照标准相比，所得比值即为该项的表征结果，不同的应用每一项都有不同的表征结果，对于应用的网络表征，计算应用运行期间的网络流量平均值或最大值，并与标准参照值相比，即为该应用的表征结果。