Performance Studies using COMMTEST

IBM p690 SWAP Performance

(unordered swap of 128KB message using MPI within a node)

(performance measured per processor when all processors in an 8 processor LPAR node communicating with neighboring processor)

unordered swap using nonblocking send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 590.27 13.48 14.9% 1 iter. 1647.19 13.79 32.6% 10 iter. 2090.13 13.80 35.3% cache inv. w/overlap 577.99 14.54 19.1% 1 iter. w/overlap 1614.58 14.25 33.4% 10 iter. w/overlap 2137.30 13.06 37.5%

unordered swap using nonblocking receive

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 591.73 10.70 19.1% 1 iter. 1531.57 11.06 35.9% 10 iter. 2082.93 11.07 40.2% cache inv. w/overlap 621.84 10.91 19.8% 1 iter. w/overlap 1542.99 11.05 36.8% 10 iter. w/overlap 1948.58 9.83 41.6%

unordered swap using nonblocking send and receive

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 592.78 14.28 35.5% 1 iter. 1518.68 14.32 41.4% 10 iter. 1859.58 14.30 37.4% cache inv. w/overlap 596.07 14.66 30.7% 1 iter. w/overlap 1632.55 14.40 39.8% 10 iter. w/overlap 2102.02 12.50 41.3%

unordered swap using ready send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 588.08 18.80 8.9% 1 iter. 1584.78 18.90 13.0% 10 iter. 2124.69 19.44 37.5% cache inv. w/overlap 625.62 11.90 7.6% 1 iter. w/overlap 1643.33 11.47 14.4% 10 iter. w/overlap 2578.91 9.86 19.4%

unordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 591.46 23.33 12.8% 1 iter. 1493.98 23.51 18.3% 10 iter. 2071.24 23.45 37.5% cache inv. w/overlap 618.07 14.76 12.2% 1 iter. w/overlap 1548.46 14.42 14.3% 10 iter. w/overlap 2508.84 12.23 23.4%

native sendrecv

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 599.21 9.25 22.3% 1 iter. 1648.15 9.06 43.0% 10 iter. 2144.13 9.23 45.5%

unordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 602.04 26.42 7.8% 1 iter. 1661.10 25.85 16.4% 10 iter. 2053.48 25.81 40.4% cache inv. w/overlap 586.47 26.99 13.1% 1 iter. w/overlap 1633.64 26.58 16.6% 10 iter. w/overlap 2153.83 25.79 42.4%

unordered swap using nonblocking receive with sync. send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 584.00 25.30 18.2% 1 iter. 1508.89 25.11 23.4% 10 iter. 2017.55 25.06 38.6% cache inv. w/overlap 593.09 25.44 15.4% 1 iter. w/overlap 1378.54 25.13 26.2% 10 iter. w/overlap 2003.46 25.16 38.5%

unordered swap using nonblocking sync. send and receive

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 630.64 27.99 18.1% 1 iter. 1668.01 27.54 18.0% 10 iter. 1864.80 27.37 19.5% cache inv. w/overlap 587.59 27.37 12.3% 1 iter. w/overlap 1559.02 26.66 15.9% 10 iter. w/overlap 2062.72 26.29 41.4%

Protocol Sensitivity Summary for Bidirectional Swap of 131072 Bytes (cache inv./no overlap)

Runtime Statistics Msg Size min Sec min Sec/Msg max MBytes/Sec (mean-min)/min (median-min)/min (max-min)/min   128    1.0115e-02    9.8784e-06    25.92    0.94    0.94    1.87    256    5.3793e-03    1.0506e-05    48.73    0.86    0.85    1.73    512    3.0528e-03    1.1925e-05    85.87    0.73    0.68    1.58    1024    1.7991e-03    1.4056e-05    145.71    0.60    0.56    1.37    2048    1.1207e-03    1.7510e-05    233.92    0.46    0.40    1.17    4096    7.2783e-04    2.2745e-05    360.17    0.37    0.35    1.07    8192    6.8572e-04    4.2858e-05    382.29    0.18    0.11    0.53    16384    5.5036e-04    6.8795e-05    476.31    0.12    0.03    0.42    32768    4.7248e-04    1.1812e-04    554.83    0.11    0.06    0.31    65536    4.3748e-04    2.1874e-04    599.21    0.06    0.04    0.19    131072    4.5173e-04    4.5173e-04    580.31    0.03    0.02    0.08

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    1    3    4    256    6    2    1    3    4    512    6    2    1    3    4    1024    6    2    1    3    4    2048    6    2    1    3    4    4096    2    6    1    3    4    8192    4    8    5    6    2    16384    4    6    2    8    5    32768    6    8    2    5    1    65536    6    4    8    9    1    131072    9    2    8    7    6         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    2    256    1    1    2    512    1    1    3    1024    2    2    4    2048    2    3    4    4096    1    2    4    8192    1    1    7    16384    2    6    7    32768    1    2    7    65536    1    5    9    131072    2    7    9

Protocol Sensitivity Summary for Bidirectional Swap of 131072 Bytes (1 iterations/no overlap)

Runtime Statistics Msg Size min Sec min Sec/Msg max MBytes/Sec (mean-min)/min (median-min)/min (max-min)/min   128    9.5724e-03    9.3481e-06    27.39    1.03    1.06    1.96    256    4.9342e-03    9.6372e-06    53.13    0.98    1.03    1.89    512    2.5118e-03    9.8117e-06    104.36    0.97    1.00    1.89    1024    1.4744e-03    1.1518e-05    177.80    0.74    0.70    1.56    2048    8.3339e-04    1.3022e-05    314.55    0.64    0.62    1.44    4096    4.7640e-04    1.4888e-05    550.26    0.60    0.57    1.34    8192    4.4281e-04    2.7676e-05    592.00    0.26    0.23    0.55    16384    2.9619e-04    3.7023e-05    885.06    0.19    0.12    0.55    32768    2.2423e-04    5.6057e-05    1169.10    0.13    0.06    0.42    65536    1.7860e-04    8.9300e-05    1467.77    0.08    0.03    0.28    131072    1.6645e-04    1.6645e-04    1574.88    0.13    0.08    0.48

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    1    3    4    256    6    2    1    3    4    512    6    2    1    3    4    1024    6    2    1    3    4    2048    6    2    1    3    4    4096    2    6    1    3    4    8192    4    5    6    8    2    16384    4    5    6    2    8    32768    4    5    2    6    8    65536    6    4    8    7    1    131072    4    3    2    7    6         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    2    256    1    1    2    512    1    1    2    1024    1    2    3    2048    2    2    4    4096    1    2    3    8192    1    1    5    16384    1    1    7    32768    1    4    7    65536    2    5    8    131072    1    3    8

Protocol Sensitivity Summary for Bidirectional Swap of 131072 Bytes (10 iterations/no overlap)

Runtime Statistics Msg Size min Sec min Sec/Msg max MBytes/Sec (mean-min)/min (median-min)/min (max-min)/min   128    9.4152e-03    9.1946e-06    27.84    1.06    1.11    2.00    256    4.6915e-03    9.1630e-06    55.88    1.07    1.11    2.04    512    2.4141e-03    9.4301e-06    108.59    1.03    1.06    2.00    1024    1.2648e-03    9.8815e-06    207.26    0.97    0.98    1.90    2048    6.8259e-04    1.0666e-05    384.04    0.89    0.90    1.81    4096    3.7873e-04    1.1835e-05    692.17    0.80    0.77    1.69    8192    3.7654e-04    2.3534e-05    696.18    0.35    0.36    0.57    16384    2.1471e-04    2.6839e-05    1220.90    0.29    0.22    0.65    32768    1.4631e-04    3.6577e-05    1791.74    0.24    0.15    0.66    65536    1.2226e-04    6.1131e-05    2144.13    0.11    0.04    0.39    131072    1.2994e-04    1.2994e-04    2017.40    0.06    0.05    0.12

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    1    3    4    256    6    2    1    3    4    512    6    2    1    3    4    1024    6    2    1    3    4    2048    6    2    1    3    4    4096    6    2    1    3    4    8192    4    5    6    2    8    16384    4    5    6    2    8    32768    4    5    6    2    8    65536    6    4    1    2    5    131072    4    8    7    5    6         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    2    256    1    1    1    512    1    1    2    1024    1    1    2    2048    1    1    2    4096    1    1    3    8192    1    1    2    16384    1    1    5    32768    1    1    7    65536    2    6    7    131072    1    4    9

Protocol Sensitivity Summary for Bidirectional Swap of 131072 Bytes (cache inv. with overlap)

Runtime Statistics Msg Size min Sec min Sec/Msg max MBytes/Sec (mean-min)/min (median-min)/min (max-min)/min   128    1.0531e-02    1.0284e-05    24.89    0.71    0.45    1.69    256    5.6807e-03    1.1095e-05    46.15    0.61    0.36    1.52    512    3.2489e-03    1.2691e-05    80.69    0.51    0.27    1.36    1024    1.8351e-03    1.4337e-05    142.85    0.45    0.21    1.24    2048    1.0861e-03    1.6971e-05    241.35    0.39    0.17    1.14    4096    7.2376e-04    2.2617e-05    362.20    0.28    0.10    0.91    8192    5.8813e-04    3.6758e-05    445.72    0.31    0.26    0.66    16384    4.8863e-04    6.1078e-05    536.49    0.21    0.14    0.52    32768    4.5875e-04    1.1469e-04    571.44    0.09    0.07    0.22    65536    4.1901e-04    2.0951e-04    625.62    0.07    0.07    0.10    131072    4.3369e-04    4.3369e-04    604.45    0.06    0.05    0.09

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    4    1    3    256    6    2    4    1    5    512    6    2    4    1    3    1024    6    2    4    1    5    2048    6    2    4    1    3    4096    2    4    6    1    3    8192    4    5    6    8    2    16384    4    5    2    6    8    32768    4    5    6    7    2    65536    4    2    9    6    5    131072    4    8    3    9    2         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    3    256    1    1    3    512    2    3    4    1024    3    3    6    2048    2    3    6    4096    1    3    6    8192    1    2    3    16384    2    2    7    32768    1    2    9    65536    1    1    9    131072    1    4    9

Protocol Sensitivity Summary for Bidirectional Swap of 131072 Bytes (1 iterations with overlap)

Runtime Statistics Msg Size min Sec min Sec/Msg max MBytes/Sec (mean-min)/min (median-min)/min (max-min)/min   128    9.3663e-03    9.1468e-06    27.99    0.88    0.60    1.96    256    4.9819e-03    9.7303e-06    52.62    0.79    0.52    1.83    512    2.7189e-03    1.0621e-05    96.41    0.67    0.41    1.63    1024    1.4825e-03    1.1582e-05    176.83    0.59    0.35    1.50    2048    8.4021e-04    1.3128e-05    312.00    0.49    0.21    1.33    4096    4.9896e-04    1.5592e-05    525.38    0.41    0.16    1.15    8192    3.3213e-04    2.0758e-05    789.27    0.58    0.65    0.96    16384    2.3579e-04    2.9473e-05    1111.78    0.44    0.43    0.83    32768    1.8797e-04    4.6993e-05    1394.58    0.28    0.32    0.46    65536    1.5952e-04    7.9760e-05    1643.33    0.17    0.19    0.24    131072    1.5885e-04    1.5885e-04    1650.23    0.17    0.12    0.62

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    4    1    5    256    6    2    4    1    5    512    6    2    4    1    3    1024    6    2    4    1    3    2048    2    6    4    1    3    4096    2    4    6    1    5    8192    4    5    6    8    2    16384    4    5    6    8    2    32768    4    5    2    6    7    65536    4    5    3    2    8    131072    4    8    6    9    5         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    2    256    1    1    3    512    1    1    3    1024    1    2    4    2048    1    2    6    4096    1    3    6    8192    1    1    2    16384    1    1    2    32768    1    1    3    65536    1    1    9    131072    1    1    7

Protocol Sensitivity Summary for Bidirectional Swap of 131072 Bytes (10 iterations with overlap)

Runtime Statistics Msg Size min Sec min Sec/Msg max MBytes/Sec (mean-min)/min (median-min)/min (max-min)/min   128    9.2823e-03    9.0648e-06    28.24    0.77    0.37    1.92    256    4.6819e-03    9.1443e-06    55.99    0.77    0.39    1.91    512    2.4121e-03    9.4225e-06    108.68    0.74    0.36    1.84    1024    1.2661e-03    9.8912e-06    207.05    0.70    0.34    1.78    2048    6.7851e-04    1.0602e-05    386.35    0.65    0.33    1.66    4096    3.8202e-04    1.1938e-05    686.21    0.58    0.31    1.51    8192    2.4785e-04    1.5491e-05    1057.65    0.89    1.03    1.23    16384    1.5980e-04    1.9975e-05    1640.41    0.58    0.65    0.85    32768    1.1959e-04    2.9897e-05    2192.08    0.38    0.42    0.64    65536    1.0165e-04    5.0825e-05    2578.91    0.20    0.23    0.32    131072    1.1818e-04    1.1818e-04    2218.10    0.13    0.14    0.21

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    4    3    5    256    6    2    4    3    5    512    6    2    4    3    5    1024    6    2    4    3    5    2048    6    2    4    1    5    4096    6    2    4    1    3    8192    4    5    6    2    8    16384    4    5    6    2    8    32768    4    5    6    2    8    65536    4    5    7    1    3    131072    4    5    7    3    9         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    3    256    1    1    3    512    1    1    3    1024    1    1    3    2048    1    2    3    4096    1    1    4    8192    1    1    2    16384    1    1    2    32768    1    2    2    65536    1    2    6    131072    1    2    9

DISCUSSION

• The p690 processing node consists of 32 processors. To improve connectivity to the network, it can be divided into a number of "logical" smaller nodes, or LPARs. These experiments look at the performance within an 8 processor LPAR, corresponding to a single Multichip Module (MCM).
• In these tests, we examine MPI communication performance between neighboring processors in an LPAR node (sharing an L2 cache) when all processors in the node are communicating. The performance is reported for the processor pair with the maximum execution time, representing the worst case latency and bandwidth that would appear in a highly synchronous communication-intensive operation, such as a collective communication command.

---

Patrick H. Worley / ( worleyph@ornl.gov)
Last Modified Monday, 15-Jul-2002 10:20:39 EDT.
81307 accesses since 1/2/96.