PSTSWM AlphaSC-1000 Point-to-Point Communication Performance

Performance Studies using

PSTSWM

Compaq AlphaServer SC SWAP Performance

(ordered swap of 2MB message using MPI between two nodes)

Date/Person: January 3, 2002 / P. Worley
Platform: Compaq AlphaServer SC at Pittsburgh Supercomputer Center (lemieux.psc.edu):
     750 ES45 4-way SMP nodes (1.0 GHz Alpha 21264C with 8MB L2 cache)
Environment: SC System TS2.5; Digital UNIX V5.1;   RMS X.XX
Communication Library: MPI
SWAP size: 262144 REAL*8 floating point values each direction
Message size: Largest - 262144 REAL*8 floating point values
Smallest - 256 REAL*8 floating point values
Processors: 0 and 4, each on different (logically neighboring) nodes
Latency Definition:(T1024-T512)/512
Model Error Range:[1,1024]
Results:

ordered simple swap
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.34 10.57 6.2%
1 iter. 266.58 9.59 1.1%
10 iter. 268.27 9.97 3.6%

ordered swap using nonblocking send
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.21 10.09 2.4%
1 iter. 266.71 10.72 5.8%
10 iter. 268.19 10.20 2.8%
cache inv. w/overlap 266.46 10.13 1.2%
1 iter. w/overlap 266.51 11.19 5.4%
10 iter. w/overlap 268.26 10.52 2.4%

ordered swap using nonblocking receive
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.08 11.23 1.9%
1 iter. 266.58 10.78 0.7%
10 iter. 268.20 11.26 3.0%
cache inv. w/overlap 266.14 11.53 2.7%
1 iter. w/overlap 266.98 11.04 1.3%
10 iter. w/overlap 268.16 11.81 1.7%

ordered swap using nonblocking send and receive
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.46 11.29 1.2%
1 iter. 266.59 11.85 4.6%
10 iter. 268.20 11.57 2.9%
cache inv. w/overlap 266.35 12.77 4.7%
1 iter. w/overlap 266.83 11.79 2.8%
10 iter. w/overlap 268.11 12.31 1.1%

ordered swap using ready send
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.15 13.89 2.0%
1 iter. 266.44 14.16 2.9%
10 iter. 268.11 14.04 2.4%
cache inv. w/overlap 266.66 11.84 2.8%
1 iter. w/overlap 266.71 11.32 1.1%
10 iter. w/overlap 268.17 11.80 1.2%

ordered swap using nonblocking ready send
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.00 14.29 1.4%
1 iter. 266.55 14.96 4.2%
10 iter. 267.99 14.73 3.2%
cache inv. w/overlap 266.68 11.69 1.1%
1 iter. w/overlap 266.82 12.08 3.3%
10 iter. w/overlap 268.14 12.38 1.1%

synchronous
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.00 12.04 2.1%
1 iter. 266.37 12.48 4.5%
10 iter. 268.16 12.17 2.7%

ordered swap using nonblocking sync. send
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.25 10.75 5.3%
1 iter. 266.33 10.73 4.8%
10 iter. 268.30 10.57 3.2%
cache inv. w/overlap 266.29 10.50 1.2%
1 iter. w/overlap 266.66 10.01 1.0%
10 iter. w/overlap 268.22 10.38 1.1%

ordered swap using nonblocking receive with sync. send
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.11 12.12 5.6%
1 iter. 266.37 11.61 3.2%
10 iter. 268.09 11.57 2.9%
cache inv. w/overlap 266.46 11.77 1.4%
1 iter. w/overlap 266.73 11.48 1.7%
10 iter. w/overlap 268.25 12.10 1.9%

ordered swap using nonblocking sync. send and receive
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.15 11.79 2.1%
1 iter. 266.65 11.92 4.4%
10 iter. 268.18 11.84 2.9%
cache inv. w/overlap 266.57 11.98 2.4%
1 iter. w/overlap 266.50 11.72 1.5%
10 iter. w/overlap 268.17 12.43 1.2%

ordered simple swap using sync. send
Data Statistics
unidirectional bandwidth estimated latency model error
(peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error)
cache inv. 266.36 10.55 4.3%
1 iter. 266.71 10.09 1.0%
10 iter. 268.17 10.48 3.3%

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 Bytes (cache inv./no overlap)
Runtime Statistics
Msg Sizemin Secmin Sec/Msgmax MBytes/Sec(mean-min)/min(median-min)/min(max-min)/min
  2048   3.5820e-02   3.4981e-05   117.09   0.09   0.08   0.25 
  4096   2.5016e-02   4.8860e-05   167.66   0.08   0.07   0.21 
  8192   2.0546e-02   8.0259e-05   204.14   0.05   0.05   0.14 
  16384   1.8184e-02   1.4206e-04   230.66   0.03   0.02   0.08 
  32768   1.7038e-02   2.6622e-04   246.17   0.01   0.01   0.04 
  65536   1.6407e-02   5.1273e-04   255.63   0.01   0.01   0.02 
  131072   1.6080e-02   1.0050e-03   260.83   0.01   0.00   0.01 
  262144   1.5894e-02   1.9868e-03   263.89   0.00   0.00   0.01 
  524288   1.5808e-02   3.9520e-03   265.33   0.00   0.00   0.00 
  1048576   1.5766e-02   7.8831e-03   266.03   0.00   0.00   0.00 
  2097152   1.5744e-02   1.5744e-02   266.41   0.00   0.00   0.00 
Five Fastest
Protocols
Msg Size1st2nd3rd4th5th
  2048   1   0   10   7   2 
  4096   0   7   10   1   8 
  8192   0   7   10   1   2 
  16384   0   7   2   10   3 
  32768   0   1   2   8   7 
  65536   10   1   7   2   6 
  131072   10   7   0   1   3 
  262144   0   2   1   9   6 
  524288   10   1   0   7   2 
  1048576   7   3   1   8   9 
  2097152   0   3   1   6   9 
        Number of Proctocols With
Runtimes Within X% of Min
Msg Size1%5%25%
  2048    2   4   10 
  4096    1   4   11 
  8192    1   5   11 
  16384    2   9   11 
  32768    7   11   11 
  65536    6   11   11 
  131072    9   11   11 
  262144    11   11   11 
  524288    11   11   11 
  1048576    11   11   11 
  2097152    11   11   11 

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 Bytes (1 iterations/no overlap)
Runtime Statistics
Msg Sizemin Secmin Sec/Msgmax MBytes/Sec(mean-min)/min(median-min)/min(max-min)/min
  2048   3.5149e-02   3.4325e-05   119.33   0.10   0.10   0.28 
  4096   2.5241e-02   4.9299e-05   166.17   0.06   0.06   0.18 
  8192   2.0847e-02   8.1433e-05   201.20   0.04   0.03   0.11 
  16384   1.8290e-02   1.4289e-04   229.32   0.02   0.02   0.07 
  32768   1.6935e-02   2.6461e-04   247.67   0.02   0.01   0.04 
  65536   1.6399e-02   5.1247e-04   255.76   0.01   0.00   0.02 
  131072   1.6065e-02   1.0040e-03   261.09   0.00   0.00   0.01 
  262144   1.5897e-02   1.9872e-03   263.84   0.00   0.00   0.01 
  524288   1.5798e-02   3.9494e-03   265.50   0.00   0.00   0.00 
  1048576   1.5748e-02   7.8742e-03   266.33   0.00   0.00   0.00 
  2097152   1.5730e-02   1.5730e-02   266.64   0.00   0.00   0.00 
Five Fastest
Protocols
Msg Size1st2nd3rd4th5th
  2048   0   1   10   7   2 
  4096   1   0   7   10   2 
  8192   10   0   7   1   8 
  16384   0   1   10   7   8 
  32768   0   1   7   10   2 
  65536   1   10   0   3   2 
  131072   10   7   1   0   2 
  262144   1   10   0   7   8 
  524288   0   2   1   10   9 
  1048576   7   2   0   1   9 
  2097152   2   0   10   3   9 
        Number of Proctocols With
Runtimes Within X% of Min
Msg Size1%5%25%
  2048    1   4   10 
  4096    2   4   11 
  8192    3   9   11 
  16384    2   10   11 
  32768    4   11   11 
  65536    9   11   11 
  131072    11   11   11 
  262144    11   11   11 
  524288    11   11   11 
  1048576    11   11   11 
  2097152    11   11   11 

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 Bytes (10 iterations/no overlap)
Runtime Statistics
Msg Sizemin Secmin Sec/Msgmax MBytes/Sec(mean-min)/min(median-min)/min(max-min)/min
  2048   3.5157e-02   3.4333e-05   119.30   0.10   0.10   0.28 
  4096   2.4952e-02   4.8735e-05   168.09   0.07   0.07   0.19 
  8192   2.0696e-02   8.0844e-05   202.66   0.04   0.04   0.12 
  16384   1.8218e-02   1.4233e-04   230.23   0.02   0.02   0.06 
  32768   1.6965e-02   2.6508e-04   247.23   0.01   0.01   0.03 
  65536   1.6386e-02   5.1207e-04   255.96   0.01   0.00   0.02 
  131072   1.5988e-02   9.9927e-04   262.33   0.00   0.00   0.01 
  262144   1.5822e-02   1.9777e-03   265.10   0.00   0.00   0.00 
  524288   1.5709e-02   3.9273e-03   267.00   0.00   0.00   0.00 
  1048576   1.5658e-02   7.8289e-03   267.87   0.00   0.00   0.00 
  2097152   1.5634e-02   1.5634e-02   268.28   0.00   0.00   0.00 
Five Fastest
Protocols
Msg Size1st2nd3rd4th5th
  2048   0   1   10   7   2 
  4096   0   1   10   7   2 
  8192   0   1   7   10   2 
  16384   0   1   10   7   2 
  32768   1   0   7   10   3 
  65536   7   8   0   10   1 
  131072   1   10   0   7   2 
  262144   7   2   0   8   1 
  524288   2   7   0   1   10 
  1048576   1   0   7   8   2 
  2097152   0   7   2   1   3 
        Number of Proctocols With
Runtimes Within X% of Min
Msg Size1%5%25%
  2048    1   4   10 
  4096    1   4   11 
  8192    2   8   11 
  16384    4   9   11 
  32768    5   11   11 
  65536    9   11   11 
  131072    10   11   11 
  262144    11   11   11 
  524288    11   11   11 
  1048576    11   11   11 
  2097152    11   11   11 

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 Bytes (cache inv. with overlap)
Runtime Statistics
Msg Sizemin Secmin Sec/Msgmax MBytes/Sec(mean-min)/min(median-min)/min(max-min)/min
  2048   3.5478e-02   3.4647e-05   118.22   0.09   0.11   0.15 
  4096   2.5750e-02   5.0293e-05   162.89   0.05   0.05   0.09 
  8192   2.0681e-02   8.0784e-05   202.81   0.03   0.04   0.06 
  16384   1.8363e-02   1.4346e-04   228.41   0.02   0.01   0.03 
  32768   1.7072e-02   2.6674e-04   245.69   0.01   0.01   0.02 
  65536   1.6451e-02   5.1409e-04   254.96   0.01   0.01   0.01 
  131072   1.6085e-02   1.0053e-03   260.76   0.00   0.00   0.01 
  262144   1.5893e-02   1.9866e-03   263.91   0.00   0.00   0.01 
  524288   1.5800e-02   3.9501e-03   265.46   0.00   0.00   0.00 
  1048576   1.5754e-02   7.8769e-03   266.24   0.00   0.00   0.00 
  2097152   1.5722e-02   1.5722e-02   266.78   0.00   0.00   0.00 
Five Fastest
Protocols
Msg Size1st2nd3rd4th5th
  2048   0   1   10   7   2 
  4096   10   0   7   1   2 
  8192   0   10   1   2   7 
  16384   1   0   2   10   4 
  32768   1   7   4   0   10 
  65536   7   2   1   4   10 
  131072   1   0   7   10   4 
  262144   10   0   1   7   2 
  524288   0   7   2   1   10 
  1048576   1   5   2   9   3 
  2097152   4   2   0   10   9 
        Number of Proctocols With
Runtimes Within X% of Min
Msg Size1%5%25%
  2048    1   4   11 
  4096    2   5   11 
  8192    2   9   11 
  16384    3   11   11 
  32768    7   11   11 
  65536    10   11   11 
  131072    11   11   11 
  262144    11   11   11 
  524288    11   11   11 
  1048576    11   11   11 
  2097152    11   11   11 

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 Bytes (1 iterations with overlap)
Runtime Statistics
Msg Sizemin Secmin Sec/Msgmax MBytes/Sec(mean-min)/min(median-min)/min(max-min)/min
  2048   3.5916e-02   3.5074e-05   116.78   0.07   0.08   0.14 
  4096   2.5310e-02   4.9434e-05   165.72   0.06   0.07   0.11 
  8192   2.0324e-02   7.9390e-05   206.37   0.04   0.05   0.08 
  16384   1.8288e-02   1.4288e-04   229.34   0.02   0.01   0.03 
  32768   1.6884e-02   2.6382e-04   248.42   0.02   0.02   0.03 
  65536   1.6379e-02   5.1185e-04   256.08   0.01   0.01   0.01 
  131072   1.6047e-02   1.0029e-03   261.38   0.00   0.00   0.01 
  262144   1.5887e-02   1.9859e-03   264.01   0.00   0.00   0.00 
  524288   1.5796e-02   3.9489e-03   265.53   0.00   0.00   0.00 
  1048576   1.5744e-02   7.8722e-03   266.40   0.00   0.00   0.00 
  2097152   1.5721e-02   1.5721e-02   266.79   0.00   0.00   0.00 
Five Fastest
Protocols
Msg Size1st2nd3rd4th5th
  2048   0   10   7   1   4 
  4096   0   10   1   7   8 
  8192   0   10   1   7   2 
  16384   1   7   2   4   0 
  32768   0   7   10   2   8 
  65536   10   7   0   4   2 
  131072   0   1   4   7   8 
  262144   10   7   2   0   4 
  524288   10   4   3   8   7 
  1048576   10   2   1   5   6 
  2097152   8   4   10   5   6 
        Number of Proctocols With
Runtimes Within X% of Min
Msg Size1%5%25%
  2048    1   4   11 
  4096    1   4   11 
  8192    1   7   11 
  16384    4   11   11 
  32768    3   11   11 
  65536    11   11   11 
  131072    10   11   11 
  262144    11   11   11 
  524288    11   11   11 
  1048576    11   11   11 
  2097152    11   11   11 

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 Bytes (10 iterations with overlap)
Runtime Statistics
Msg Sizemin Secmin Sec/Msgmax MBytes/Sec(mean-min)/min(median-min)/min(max-min)/min
  2048   3.5348e-02   3.4520e-05   118.66   0.10   0.12   0.15 
  4096   2.5255e-02   4.9326e-05   166.08   0.07   0.08   0.11 
  8192   2.0489e-02   8.0035e-05   204.71   0.04   0.05   0.07 
  16384   1.8201e-02   1.4219e-04   230.45   0.02   0.02   0.04 
  32768   1.7001e-02   2.6563e-04   246.72   0.01   0.01   0.02 
  65536   1.6361e-02   5.1127e-04   256.36   0.01   0.01   0.01 
  131072   1.6021e-02   1.0013e-03   261.80   0.00   0.00   0.01 
  262144   1.5801e-02   1.9752e-03   265.44   0.00   0.00   0.01 
  524288   1.5711e-02   3.9277e-03   266.97   0.00   0.00   0.00 
  1048576   1.5661e-02   7.8305e-03   267.82   0.00   0.00   0.00 
  2097152   1.5634e-02   1.5634e-02   268.28   0.00   0.00   0.00 
Five Fastest
Protocols
Msg Size1st2nd3rd4th5th
  2048   0   10   1   7   2 
  4096   0   1   10   7   2 
  8192   0   10   1   7   2 
  16384   0   10   1   7   2 
  32768   0   10   1   7   4 
  65536   0   7   10   1   2 
  131072   10   2   7   8   0 
  262144   7   1   0   8   10 
  524288   1   0   7   10   5 
  1048576   7   10   1   9   4 
  2097152   0   7   4   10   3 
        Number of Proctocols With
Runtimes Within X% of Min
Msg Size1%5%25%
  2048    1   4   11 
  4096    1   4   11 
  8192    1   6   11 
  16384    4   11   11 
  32768    5   11   11 
  65536    8   11   11 
  131072    11   11   11 
  262144    11   11   11 
  524288    11   11   11 
  1048576    11   11   11 
  2097152    11   11   11 

DISCUSSION

Patrick H. Worley / ( worleyph@ornl.gov)
Last Modified Monday, 15-Jul-2002 10:01:44 EDT.
86700 accesses since 1/2/96.