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. 951.77 9.91 31.4% 1 iter. 2176.31 10.03 40.2% 10 iter. 2268.15 10.15 36.3% cache inv. w/overlap 947.23 10.87 25.5% 1 iter. w/overlap 2234.44 10.94 35.7% 10 iter. w/overlap 2442.49 11.53 34.6%

unordered swap using nonblocking receive

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 949.20 9.43 26.2% 1 iter. 2162.90 9.26 35.8% 10 iter. 2147.85 9.24 34.5% cache inv. w/overlap 967.80 9.77 26.8% 1 iter. w/overlap 2241.57 9.70 34.0% 10 iter. w/overlap 2165.67 9.70 33.1%

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. 964.38 11.19 35.9% 1 iter. 2116.34 11.17 43.5% 10 iter. 1882.32 11.19 35.6% cache inv. w/overlap 961.08 11.68 26.6% 1 iter. w/overlap 2214.80 11.70 39.3% 10 iter. w/overlap 2416.70 11.79 37.9%

unordered swap using ready send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 922.87 16.44 9.0% 1 iter. 2260.12 16.55 14.3% 10 iter. 2202.57 16.63 24.5% cache inv. w/overlap 981.52 10.01 7.5% 1 iter. w/overlap 2411.78 9.64 11.6% 10 iter. w/overlap 2551.86 9.73 17.8%

unordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 932.81 18.17 6.5% 1 iter. 2007.23 18.14 18.1% 10 iter. 2240.22 18.05 21.8% cache inv. w/overlap 992.47 11.73 6.5% 1 iter. w/overlap 2420.39 11.87 12.1% 10 iter. w/overlap 2505.97 11.60 19.4%

native sendrecv

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 921.96 8.32 27.1% 1 iter. 2342.24 8.62 31.7% 10 iter. 2300.80 8.25 34.9%

unordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics bidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 958.41 18.98 10.4% 1 iter. 2126.18 18.88 16.6% 10 iter. 2308.31 18.71 18.4% cache inv. w/overlap 940.48 19.99 7.2% 1 iter. w/overlap 2275.29 19.69 17.1% 10 iter. w/overlap 2357.21 19.86 19.8%

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. 914.33 19.54 12.8% 1 iter. 2209.33 20.05 16.9% 10 iter. 2129.13 19.48 26.1% cache inv. w/overlap 928.40 21.24 10.6% 1 iter. w/overlap 2261.94 20.97 18.1% 10 iter. w/overlap 2117.02 20.88 30.6%

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. 925.21 24.12 16.0% 1 iter. 2191.35 23.50 19.6% 10 iter. 1913.81 24.06 17.6% cache inv. w/overlap 965.75 25.31 19.1% 1 iter. w/overlap 2179.69 24.99 25.2% 10 iter. w/overlap 2207.62 24.41 33.0%

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    8.7370e-03    8.5322e-06    30.00    0.81    0.97    1.86    256    4.4784e-03    8.7468e-06    58.54    0.80    0.97    1.82    512    2.4841e-03    9.7036e-06    105.53    0.74    0.90    1.62    1024    1.4114e-03    1.1027e-05    185.73    0.66    0.80    1.38    2048    8.5036e-04    1.3287e-05    308.27    0.55    0.65    1.19    4096    5.5815e-04    1.7442e-05    469.67    0.44    0.51    1.03    8192    5.3996e-04    3.3748e-05    485.49    0.13    0.07    0.38    16384    4.0659e-04    5.0823e-05    644.74    0.07    0.05    0.30    32768    3.2352e-04    8.0880e-05    810.29    0.09    0.05    0.40    65536    2.8737e-04    1.4369e-04    912.21    0.04    0.04    0.06    131072    2.6793e-04    2.6793e-04    978.39    0.03    0.03    0.04

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    7    2    16384    6    4    8    7    2    32768    8    2    6    4    1    65536    7    4    1    2    9    131072    6    3    5    2    1         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    4    4096    1    1    4    8192    1    2    7    16384    2    5    8    32768    1    4    8    65536    1    5    9    131072    2    9    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    8.7822e-03    8.5764e-06    29.85    0.78    0.95    1.80    256    4.3679e-03    8.5311e-06    60.02    0.81    0.97    1.87    512    2.2510e-03    8.7930e-06    116.46    0.80    0.97    1.81    1024    1.2032e-03    9.3998e-06    217.88    0.74    0.92    1.65    2048    6.5044e-04    1.0163e-05    403.03    0.68    0.85    1.51    4096    3.7247e-04    1.1640e-05    703.81    0.65    0.72    1.44    8192    3.5452e-04    2.2158e-05    739.43    0.25    0.21    0.51    16384    2.4375e-04    3.0468e-05    1075.48    0.13    0.09    0.45    32768    1.6948e-04    4.2370e-05    1546.75    0.09    0.04    0.29    65536    1.3080e-04    6.5400e-05    2004.16    0.07    0.08    0.14    131072    1.1457e-04    1.1457e-04    2288.00    0.12    0.11    0.35

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    3    1    4    8192    6    4    5    2    8    16384    5    4    2    8    6    32768    6    7    2    4    5    65536    6    3    8    9    4    131072    2    9    3    6    5         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    2    8192    1    1    6    16384    1    3    8    32768    2    6    8    65536    1    1    9    131072    1    1    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    8.5632e-03    8.3625e-06    30.61    0.82    1.00    1.89    256    4.3374e-03    8.4716e-06    60.44    0.82    0.99    1.86    512    2.2218e-03    8.6789e-06    117.99    0.81    0.98    1.86    1024    1.1595e-03    9.0584e-06    226.09    0.78    0.93    1.79    2048    6.2315e-04    9.7367e-06    420.68    0.73    0.88    1.63    4096    3.6031e-04    1.1260e-05    727.54    0.65    0.73    1.44    8192    3.5293e-04    2.2058e-05    742.77    0.19    0.18    0.40    16384    2.2043e-04    2.7554e-05    1189.22    0.18    0.11    0.51    32768    1.4905e-04    3.7264e-05    1758.71    0.20    0.10    0.61    65536    1.2213e-04    6.1064e-05    2146.47    0.10    0.03    0.43    131072    1.1318e-04    1.1318e-04    2316.25    0.08    0.06    0.20

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    6    5    2    8    16384    4    6    5    2    8    32768    4    6    5    2    7    65536    6    4    1    5    2    131072    4    5    7    2    6         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    2    2048    1    1    3    4096    1    1    3    8192    1    1    7    16384    1    2    7    32768    1    1    7    65536    1    6    7    131072    1    3    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    9.2181e-03    9.0020e-06    28.44    0.63    0.34    1.82    256    4.8071e-03    9.3889e-06    54.53    0.60    0.33    1.71    512    2.7057e-03    1.0569e-05    96.89    0.52    0.29    1.50    1024    1.4777e-03    1.1545e-05    177.39    0.50    0.28    1.28    2048    8.9221e-04    1.3941e-05    293.81    0.37    0.21    1.06    4096    5.6440e-04    1.7637e-05    464.46    0.33    0.17    0.95    8192    4.1237e-04    2.5773e-05    635.70    0.41    0.47    0.77    16384    3.3895e-04    4.2368e-05    773.41    0.26    0.26    0.73    32768    2.9336e-04    7.3340e-05    893.59    0.14    0.18    0.22    65536    2.6708e-04    1.3354e-04    981.52    0.10    0.11    0.18    131072    2.6763e-04    2.6763e-04    979.51    0.03    0.02    0.05

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    5    1024    6    4    2    1    5    2048    6    4    2    1    5    4096    6    2    4    5    3    8192    4    5    2    6    8    16384    4    5    8    6    1    32768    4    5    2    8    1    65536    4    5    6    8    2    131072    2    5    9    6    7         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    4    1024    1    1    4    2048    1    1    6    4096    1    1    6    8192    1    1    2    16384    1    1    4    32768    1    2    9    65536    1    2    9    131072    1    9    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    8.9971e-03    8.7863e-06    29.14    0.64    0.34    1.87    256    4.6469e-03    9.0759e-06    56.41    0.60    0.31    1.79    512    2.2869e-03    8.9334e-06    114.63    0.67    0.37    1.90    1024    1.2231e-03    9.5554e-06    214.33    0.62    0.36    1.70    2048    6.5101e-04    1.0172e-05    402.67    0.59    0.34    1.59    4096    3.6951e-04    1.1547e-05    709.44    0.54    0.32    1.35    8192    2.5427e-04    1.5892e-05    1030.98    0.63    0.70    0.98    16384    1.8561e-04    2.3202e-05    1412.31    0.36    0.35    0.70    32768    1.3192e-04    3.2980e-05    1987.14    0.33    0.38    0.56    65536    1.1495e-04    5.7473e-05    2280.57    0.14    0.18    0.21    131072    1.1333e-04    1.1333e-04    2313.04    0.10    0.06    0.42

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    5    1024    6    2    4    3    1    2048    6    2    4    3    5    4096    6    2    4    3    5    8192    4    5    2    6    8    16384    4    5    2    6    8    32768    4    5    6    2    8    65536    4    5    2    1    9    131072    5    9    4    2    6         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    2    16384    1    1    2    32768    1    1    2    65536    1    2    9    131072    3    4    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    9.0655e-03    8.8530e-06    28.92    0.63    0.34    1.79    256    4.5672e-03    8.9203e-06    57.40    0.63    0.33    1.80    512    2.2907e-03    8.9479e-06    114.44    0.65    0.36    1.82    1024    1.1948e-03    9.3346e-06    219.40    0.64    0.36    1.76    2048    6.3832e-04    9.9738e-06    410.68    0.60    0.35    1.61    4096    3.5918e-04    1.1224e-05    729.85    0.54    0.32    1.37    8192    2.4202e-04    1.5126e-05    1083.15    0.65    0.76    1.00    16384    1.5793e-04    1.9741e-05    1659.92    0.50    0.61    0.75    32768    1.2076e-04    3.0191e-05    2170.71    0.33    0.37    0.49    65536    1.0370e-04    5.1851e-05    2527.84    0.17    0.21    0.22    131072    1.0330e-04    1.0330e-04    2537.63    0.10    0.12    0.18

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    6    2    4    5    1    256    6    2    4    5    3    512    6    2    4    5    3    1024    6    2    4    5    3    2048    6    2    4    5    3    4096    6    2    4    5    1    8192    4    5    6    2    8    16384    4    5    6    2    8    32768    4    5    2    6    8    65536    4    5    3    6    2    131072    5    4    3    9    1         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    2    16384    1    1    2    32768    1    1    2    65536    1    2    9    131072    2    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 processors that do not share an L2 cache. However, since they are in the same 8 processor Multichip Module (MCM), L2 cache snooping can occur.

---

Patrick H. Worley / ( worleyph@ornl.gov)
Last Modified Monday, 15-Jul-2002 10:20:43 EDT.
2808 accesses since 1/2/96.