Performance Studies using COMMTEST

IBM p690 SWAP Performance

(unordered swap of 128KB message using MPI within an 8 processor LPAR node)

unordered swap using nonblocking send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 970.81 13.91 23.5% 1 iter. 2157.68 13.88 35.5% 10 iter. 2351.74 12.78 38.5% cache inv. w/overlap 967.80 14.21 25.4% 1 iter. w/overlap 2038.44 14.74 30.5% 10 iter. w/overlap 2517.81 13.26 39.2%

unordered swap using nonblocking receive

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 997.10 11.18 29.8% 1 iter. 2092.24 10.36 43.9% 10 iter. 2337.43 11.73 38.3% cache inv. w/overlap 980.34 11.08 28.8% 1 iter. w/overlap 1981.34 10.75 37.9% 10 iter. w/overlap 2527.45 9.18 48.8%

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. 1005.46 14.14 43.2% 1 iter. 2045.87 14.21 43.0% 10 iter. 2012.84 13.96 38.0% cache inv. w/overlap 988.48 13.73 41.6% 1 iter. w/overlap 2041.41 14.35 40.2% 10 iter. w/overlap 2474.30 11.59 45.6%

unordered swap using ready send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 979.46 17.55 6.6% 1 iter. 1956.10 18.11 13.5% 10 iter. 2372.32 18.17 32.9% cache inv. w/overlap 1024.85 11.20 5.6% 1 iter. w/overlap 2234.44 11.61 12.9% 10 iter. w/overlap 2794.16 9.15 26.0%

unordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 952.47 22.90 13.3% 1 iter. 1975.96 22.99 18.4% 10 iter. 2421.88 22.98 37.8% cache inv. w/overlap 994.22 14.52 14.2% 1 iter. w/overlap 2290.13 14.40 13.9% 10 iter. w/overlap 2837.47 11.73 25.4%

native sendrecv

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 996.69 8.16 35.9% 1 iter. 2087.58 7.92 47.9% 10 iter. 2401.38 7.66 51.2%

unordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 965.71 25.41 13.4% 1 iter. 2106.59 26.54 21.3% 10 iter. 2431.46 25.78 39.2% cache inv. w/overlap 946.28 26.45 13.7% 1 iter. w/overlap 2183.08 27.23 22.7% 10 iter. w/overlap 2477.23 25.39 38.2%

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. 941.43 24.22 15.8% 1 iter. 2113.16 24.26 19.6% 10 iter. 2262.64 24.19 41.8% cache inv. w/overlap 965.09 24.56 9.6% 1 iter. w/overlap 2162.90 24.43 20.2% 10 iter. w/overlap 2491.96 24.40 33.5%

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. 951.77 26.81 24.8% 1 iter. 2114.75 27.35 22.1% 10 iter. 2045.46 27.50 21.5% cache inv. w/overlap 976.98 26.31 18.3% 1 iter. w/overlap 2142.63 26.72 21.8% 10 iter. w/overlap 2570.91 25.57 36.4%

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    8.5284e-03    8.3285e-06    30.74    1.20    1.14    2.22    256    4.3490e-03    8.4942e-06    60.28    1.17    1.13    2.15    512    2.6881e-03    1.0500e-05    97.52    0.84    0.80    1.76    1024    1.5978e-03    1.2483e-05    164.06    0.69    0.60    1.49    2048    9.2235e-04    1.4412e-05    284.21    0.59    0.46    1.40    4096    5.7245e-04    1.7889e-05    457.93    0.50    0.46    1.33    8192    5.5536e-04    3.4710e-05    472.03    0.21    0.13    0.55    16384    4.0669e-04    5.0837e-05    644.57    0.13    0.06    0.60    32768    3.2417e-04    8.1043e-05    808.65    0.05    0.02    0.27    65536    2.8121e-04    1.4061e-04    932.19    0.02    0.03    0.05    131072    2.6537e-04    2.6537e-04    987.83    0.04    0.04    0.09

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    8    6    4    3    7    65536    3    5    1    7    6    131072    8    9    7    3    1         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    1    256    1    1    1    512    1    1    3    1024    1    2    3    2048    2    2    4    4096    1    1    4    8192    1    1    7    16384    1    4    8    32768    3    7    8    65536    3    9    9    131072    1    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    8.1775e-03    7.9859e-06    32.06    1.29    1.27    2.38    256    4.1247e-03    8.0560e-06    63.56    1.26    1.25    2.31    512    2.3674e-03    9.2478e-06    110.73    0.99    0.89    1.93    1024    1.3615e-03    1.0637e-05    192.54    0.80    0.74    1.67    2048    6.8989e-04    1.0780e-05    379.98    0.87    0.79    1.87    4096    4.5161e-04    1.4113e-05    580.46    0.55    0.46    1.27    8192    4.1389e-04    2.5868e-05    633.36    0.27    0.26    0.57    16384    2.4943e-04    3.1178e-05    1050.99    0.26    0.18    0.59    32768    1.8703e-04    4.6757e-05    1401.64    0.12    0.09    0.43    65536    1.4236e-04    7.1180e-05    1841.42    0.08    0.05    0.33    131072    1.3089e-04    1.3089e-04    2002.73    0.06    0.02    0.26

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    6    5    8    9    65536    6    3    1    7    4    131072    6    9    2    4    3         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    1    256    1    1    1    512    1    1    2    1024    1    2    3    2048    1    1    2    4096    1    2    4    8192    1    1    3    16384    1    1    6    32768    1    2    8    65536    1    3    8    131072    2    6    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    7.9081e-03    7.7227e-06    33.15    1.37    1.34    2.51    256    3.9872e-03    7.7875e-06    65.75    1.34    1.31    2.43    512    2.0811e-03    8.1293e-06    125.96    1.25    1.14    2.29    1024    1.0847e-03    8.4745e-06    241.67    1.18    1.05    2.21    2048    5.8786e-04    9.1852e-06    445.93    1.11    1.03    2.21    4096    3.3530e-04    1.0478e-05    781.82    0.95    0.88    2.01    8192    3.5289e-04    2.2056e-05    742.85    0.38    0.39    0.63    16384    2.0369e-04    2.5462e-05    1286.95    0.30    0.26    0.65    32768    1.3788e-04    3.4470e-05    1901.25    0.25    0.18    0.67    65536    1.0977e-04    5.4885e-05    2388.11    0.11    0.05    0.39    131072    1.0694e-04    1.0694e-04    2451.38    0.07    0.04    0.21

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    8    2    32768    4    5    6    2    8    65536    6    4    1    7    2    131072    6    7    5    4    2         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    1    256    1    1    1    512    1    1    1    1024    1    1    1    2048    1    1    1    4096    1    1    2    8192    1    1    2    16384    1    1    4    32768    1    1    7    65536    2    5    7    131072    1    6    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    9.5474e-03    9.3237e-06    27.46    0.81    0.51    1.89    256    5.1967e-03    1.0150e-05    50.44    0.67    0.42    1.71    512    2.9580e-03    1.1555e-05    88.62    0.58    0.33    1.51    1024    1.6453e-03    1.2854e-05    159.33    0.50    0.22    1.33    2048    9.2501e-04    1.4453e-05    283.39    0.45    0.14    1.27    4096    5.8480e-04    1.8275e-05    448.26    0.36    0.18    1.09    8192    4.2149e-04    2.6343e-05    621.94    0.51    0.51    1.00    16384    3.4845e-04    4.3557e-05    752.31    0.27    0.25    0.64    32768    2.9392e-04    7.3480e-05    891.89    0.16    0.15    0.49    65536    2.6841e-04    1.3421e-04    976.64    0.06    0.08    0.10    131072    2.5285e-04    2.5285e-04    1036.74    0.04    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    3    512    6    2    4    1    3    1024    4    2    6    1    3    2048    2    6    4    5    1    4096    2    4    6    1    3    8192    4    5    6    2    8    16384    4    5    2    6    8    32768    5    4    7    6    8    65536    5    4    6    3    1    131072    3    4    8    7    5         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    1    3    5    2048    1    2    5    4096    1    2    6    8192    1    1    2    16384    1    2    5    32768    2    2    8    65536    1    3    9    131072    2    5    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    8.8041e-03    8.5977e-06    29.78    0.96    0.68    2.15    256    4.4065e-03    8.6065e-06    59.49    0.94    0.68    2.18    512    2.5197e-03    9.8426e-06    104.04    0.74    0.48    1.87    1024    1.2588e-03    9.8347e-06    208.24    0.77    0.53    1.89    2048    7.6976e-04    1.2027e-05    340.55    0.55    0.26    1.47    4096    4.2261e-04    1.3207e-05    620.29    0.53    0.23    1.44    8192    2.8871e-04    1.8044e-05    907.99    0.68    0.80    1.07    16384    2.0163e-04    2.5203e-05    1300.15    0.44    0.47    0.83    32768    1.5592e-04    3.8980e-05    1681.27    0.25    0.26    0.51    65536    1.2567e-04    6.2833e-05    2086.03    0.13    0.17    0.19    131072    1.1617e-04    1.1617e-04    2256.49    0.15    0.13    0.42

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    3    2048    6    2    4    1    5    4096    6    4    2    1    5    8192    4    5    2    8    6    16384    4    5    2    6    1    32768    4    5    6    8    9    65536    4    5    6    2    3    131072    4    5    9    6    2         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    1    256    1    1    1    512    1    1    3    1024    1    1    3    2048    1    3    4    4096    1    2    5    8192    1    1    2    16384    1    2    2    32768    1    2    4    65536    2    2    9    131072    1    2    8

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    8.0232e-03    7.8352e-06    32.67    0.97    0.48    2.29    256    4.0917e-03    7.9916e-06    64.07    0.94    0.46    2.25    512    2.1032e-03    8.2155e-06    124.64    0.91    0.47    2.18    1024    1.1210e-03    8.7581e-06    233.84    0.83    0.48    2.05    2048    5.9424e-04    9.2850e-06    441.14    0.81    0.45    1.97    4096    3.4013e-04    1.0629e-05    770.71    0.71    0.39    1.80    8192    2.2313e-04    1.3946e-05    1174.82    1.02    1.19    1.42    16384    1.4475e-04    1.8093e-05    1811.05    0.64    0.73    0.97    32768    1.0352e-04    2.5880e-05    2532.30    0.50    0.57    0.81    65536    9.2387e-05    4.6193e-05    2837.47    0.18    0.22    0.25    131072    9.1031e-05    9.1031e-05    2879.73    0.12    0.14    0.18

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    4    3    5    256    6    2    4    5    3    512    6    2    4    5    3    1024    6    2    4    3    5    2048    6    2    4    1    3    4096    6    2    4    1    5    8192    4    5    6    8    2    16384    4    5    6    8    2    32768    4    5    6    2    8    65536    5    4    6    1    9    131072    4    5    6    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    1    1    3    1024    1    1    3    2048    1    1    3    4096    1    1    3    8192    1    1    1    16384    1    1    2    32768    1    1    2    65536    1    2    8    131072    1    2    9

DISCUSSION

• The p690 processing node consists of 32 processors. But, 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).
• MPI between processors within a node uses a shared memory implementation for communication, in contrast to communication between nodes which uses the Colony switch and the Corsair PCI adapters. This experiment examines the communication performance when exchanging information between physically neighboring processors, which share an L2 cache.

---

Patrick H. Worley / ( worleyph@ornl.gov)
Last Modified Monday, 15-Jul-2002 10:20:41 EDT.
2795 accesses since 1/2/96.