Parallelization of NAS Parallel Benchmarks for Intel Xeon Phi Coprocessor in FORTRAN-DVMH Language

Authors

  • Valery F. Aleksahin Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Vladimir A. Bakhtin Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Olga F. Zhukova Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Alexander S. Kolganov Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Victor A. Krukov Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Irina P. Ostrovskaya Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Natalia V. Podderugina Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Mikhail N. Pritula Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
  • Olga A. Savitskaya Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

DOI:

https://doi.org/10.14529/cmse150403

Keywords:

DVMH, высокоуровневый язык программирования, ускоритель, сопроцессор, графический процессор, тесты NAS, Фортран

Abstract

The article analyzes the effectiveness of the implementation of NAS benchmarks from NPB 3.3.1 package (EP, MG, BT, SP, LU) on cluster nodes with different architectures using multi-core processors, NVidia graphics accelerators and Intel coprocessors. Characteristics of tests de-veloped in high-level Fortran-DVMH language (hereafter referred to as FDVMH), and their im-plementation in other languages are compared. We research the effect of different optimization methods for FDVMH NAS benchmarks necessary for their effective work on Intel Xeon Phi co-processor. The results of the simultaneous using of all cores of CPU, GPU and Intel Xeon Phi co-processor are presented.

Author Biographies

Valery F. Aleksahin, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

старший научный сотрудник

Vladimir A. Bakhtin, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

к.ф.-м.н., зав.сектором

Olga F. Zhukova, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

научный сотрудник

Alexander S. Kolganov, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

младший научный сотрудник

Victor A. Krukov, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

д.ф.-м.н., заведующий отделом, профессор

Irina P. Ostrovskaya, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

научный сотрудник

Natalia V. Podderugina, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

к.ф.-м.н., старший научный сотрудник

Mikhail N. Pritula, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

к.ф.-м.н., старший научный сотрудник

Olga A. Savitskaya, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук

научный сотрудник

References

Top500 List — November 2014. URL: http://top500.org/list/2014/11/ (дата обращения 01.04.2015).

High Performance Fortran. URL: http://hpff.rice.edu (дата обращения 01.04.2015).

Коновалов, Н.А. Fortran DVM — язык разработки мобильных параллельных про-грамм / Н.А. Коновалов, В.А. Крюков, С.Н. Михайлов, А.А. Погребцов // Программирование. — 1995. — № 1. — C. 49–54.

Коновалов, Н.А. С-DVM — язык разработки мобильных параллельных программ / Н.А. Коновалов, В.А. Крюков, Ю.Л. Сазанов // Программирование. — 1999. — № 1. — C. 54–65.

OpenACC. URL: http://www.openacc-standard.org/ (дата обращения 01.04.2015).

OpenMP 4.0 Specifications. URL: http://openmp.org/wp/openmp-specifications/ (дата обращения 01.04.2015).

Архитектура Intel Ivy Bridge-EP. URL: http://www.intel.ru/content/www/ru/ru/secure/intelligent-systems/privileged/ivy-bridge-ep/xeon-e5-1600-2600-v2-bsdl.html (дата обращения 30.11.2014).

Архитектура Intel MIC. URL: https://software.intel.com/mic-developer (дата обращения 01.04.2015).

Архитектура Nvidia Kepler. URL: http://www.nvidia.com/content/PDF/kepler/NVIDIA-kepler-GK110-Architecture-Whitepaper.pdf (дата обращения 01.04.2015).

NAS Parallel Benchmarks. URL: http://www.nas.nasa.gov/publications/npb.html (дата обращения 01.04.2015).

Бахтин, В.А. Расширение DVM-модели параллельного программирования для кластеров с гетерогенными узлами / В.А. Бахтин, М.С. Клинов, В.А. Крюков, Н.В. Поддерюгина, М.Н. Притула, Ю.Л. Сазанов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: «Математическое моделирование и программирование». — 2012. — № 18(277). — C. 82–92.

Intel Xeon Phi programming environment URL: https://software.intel.com/en-us/articles/intel-xeon-phi-programming-environment (дата обращения 01.04.2015).

Алексахин, В.Ф. Распараллеливание на графические процессоры тестов NAS NPB3.3.1 на языке Fortran DVMH / В.Ф. Алексахин, В.А. Бахтин, О.Ф. Жукова, А.С. Колганов, В.А. Крюков, Н.В. Поддерюгина, М.Н. Притула, О.А. Савицкая, А.В. Шуберт // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета.— 2015. — Т. 19, № 1(67). — C. 240–250.

Ramachandran, A. Performance Evaluation of NAS Parallel Benchmarks on Intel Xeon Phi / A. Ramachandran, J. Vienne, R. Wijngaart, L. Koesterke, I. Sharapov // Proceedings of the 42nd International Conference on Parallel Processing. — 2013. — P. 736–743. DOI: 10.1109/icpp.2013.87.

Published

2015-04-21

Issue

Section

Informatics, Computers and Control