Performance Studies using COMMTEST

IBM p690 SWAP Performance

(ordered 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)

ordered simple swap

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 503.01 9.88 36.0% 1 iter. 1296.46 9.81 43.6% 10 iter. 1456.02 9.80 40.9%

ordered swap using nonblocking send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 495.63 11.20 35.6% 1 iter. 1201.17 11.16 39.9% 10 iter. 1452.18 11.17 37.5% cache inv. w/overlap 497.77 11.39 33.7% 1 iter. w/overlap 1163.29 11.53 39.4% 10 iter. w/overlap 1383.02 11.20 36.6%

ordered swap using nonblocking receive

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 495.80 10.99 34.7% 1 iter. 1217.61 10.95 40.1% 10 iter. 1413.30 10.86 38.3% cache inv. w/overlap 509.15 11.22 37.5% 1 iter. w/overlap 1230.57 11.12 41.2% 10 iter. w/overlap 1396.86 10.95 37.9%

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. 489.81 11.92 33.4% 1 iter. 1192.94 11.99 38.6% 10 iter. 1406.46 11.96 35.6% cache inv. w/overlap 510.51 12.31 32.0% 1 iter. w/overlap 1146.47 12.26 34.4% 10 iter. w/overlap 1361.62 12.17 35.5%

ordered swap using ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 513.85 13.91 16.5% 1 iter. 1313.08 13.45 13.5% 10 iter. 1538.42 13.51 27.8% cache inv. w/overlap 528.69 11.44 16.4% 1 iter. w/overlap 1348.29 11.53 15.7% 10 iter. w/overlap 1575.04 11.40 27.4%

ordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 508.40 14.66 14.2% 1 iter. 1245.06 14.72 14.0% 10 iter. 1534.82 14.59 30.2% cache inv. w/overlap 525.56 12.59 16.4% 1 iter. w/overlap 1360.89 12.41 18.7% 10 iter. w/overlap 1601.45 12.20 24.1%

synchronous

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 494.36 11.31 34.4% 1 iter. 1170.08 11.34 39.4% 10 iter. 1406.27 11.34 38.0%

ordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 508.20 23.58 13.5% 1 iter. 1147.47 23.28 20.4% 10 iter. 1460.36 23.05 27.4% cache inv. w/overlap 487.15 23.21 13.1% 1 iter. w/overlap 1250.21 23.08 22.0% 10 iter. w/overlap 1398.20 22.52 31.1%

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. 497.74 23.39 11.7% 1 iter. 1224.06 23.20 21.7% 10 iter. 1439.41 23.06 29.9% cache inv. w/overlap 514.71 23.28 12.4% 1 iter. w/overlap 1153.53 23.51 20.7% 10 iter. w/overlap 1406.39 22.82 28.5%

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. 491.37 23.82 11.7% 1 iter. 1227.34 23.91 22.4% 10 iter. 1442.58 23.82 27.1% cache inv. w/overlap 493.48 22.06 12.7% 1 iter. w/overlap 1143.60 22.45 19.6% 10 iter. w/overlap 1353.09 23.84 25.4%

ordered simple swap using sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 498.01 22.11 10.8% 1 iter. 1221.32 21.99 20.5% 10 iter. 1497.78 21.96 27.8%

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional 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    2.0809e-02    2.0322e-05    12.60    0.60    0.38    1.38    256    1.0696e-02    2.0892e-05    24.51    0.58    0.36    1.35    512    5.8411e-03    2.2817e-05    44.88    0.52    0.31    1.21    1024    3.2250e-03    2.5196e-05    81.28    0.48    0.28    1.07    2048    1.9165e-03    2.9945e-05    136.78    0.40    0.25    0.93    4096    1.2572e-03    3.9289e-05    208.51    0.31    0.20    0.74    8192    1.0614e-03    6.6337e-05    246.98    0.23    0.27    0.31    16384    8.4423e-04    1.0553e-04    310.51    0.14    0.16    0.19    32768    7.3779e-04    1.8445e-04    355.31    0.07    0.09    0.11    65536    5.8196e-04    2.9098e-04    450.45    0.07    0.07    0.11    131072    5.2324e-04    5.2324e-04    501.00    0.02    0.02    0.06

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    3    256    0    2    1    6    3    512    0    2    1    6    3    1024    0    2    1    6    3    2048    0    2    1    6    3    4096    0    2    1    6    3    8192    4    5    0    10    8    16384    4    5    0    10    1    32768    5    4    0    10    3    65536    4    5    2    10    8    131072    0    6    10    8    4         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    5    256    1    1    5    512    1    1    5    1024    1    1    5    2048    1    1    6    4096    1    1    6    8192    1    2    4    16384    2    2    11    32768    2    2    11    65536    1    2    11    131072    3    9    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional 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    2.0422e-02    1.9944e-05    12.84    0.61    0.37    1.41    256    1.0381e-02    2.0275e-05    25.25    0.60    0.38    1.37    512    5.2989e-03    2.0699e-05    49.47    0.59    0.36    1.35    1024    2.7713e-03    2.1651e-05    94.59    0.56    0.33    1.29    2048    1.5115e-03    2.3617e-05    173.44    0.51    0.31    1.16    4096    8.6176e-04    2.6930e-05    304.20    0.45    0.27    1.00    8192    6.5971e-04    4.1232e-05    397.36    0.37    0.43    0.53    16384    4.4775e-04    5.5968e-05    585.47    0.29    0.33    0.39    32768    3.3413e-04    8.3533e-05    784.55    0.20    0.23    0.28    65536    2.5740e-04    1.2870e-04    1018.43    0.09    0.10    0.14    131072    2.0761e-04    2.0761e-04    1262.65    0.11    0.11    0.22

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    3    256    0    2    1    6    3    512    0    2    1    6    3    1024    0    2    1    6    3    2048    0    2    1    6    3    4096    0    2    6    1    3    8192    4    5    0    10    7    16384    4    5    0    10    2    32768    4    5    0    10    6    65536    5    4    0    10    2    131072    4    5    0    1    10         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    5    256    1    1    5    512    1    1    5    1024    1    1    5    2048    1    1    5    4096    1    1    5    8192    1    1    2    16384    1    1    2    32768    1    1    8    65536    1    2    11    131072    1    2    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional 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    2.0289e-02    1.9813e-05    12.92    0.62    0.37    1.42    256    1.0249e-02    2.0017e-05    25.58    0.61    0.37    1.40    512    5.2097e-03    2.0350e-05    50.32    0.60    0.38    1.37    1024    2.6994e-03    2.1089e-05    97.11    0.57    0.35    1.31    2048    1.4148e-03    2.2106e-05    185.29    0.54    0.33    1.26    4096    7.7144e-04    2.4107e-05    339.81    0.49    0.29    1.13    8192    5.7047e-04    3.5654e-05    459.52    0.43    0.51    0.55    16384    3.5049e-04    4.3812e-05    747.93    0.35    0.41    0.48    32768    2.4457e-04    6.1143e-05    1071.85    0.25    0.30    0.34    65536    1.7559e-04    8.7797e-05    1492.89    0.17    0.20    0.24    131072    1.6762e-04    1.6762e-04    1563.88    0.08    0.08    0.13

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    3    256    0    2    1    6    3    512    0    2    1    6    3    1024    0    2    1    6    3    2048    0    2    1    6    3    4096    0    2    1    6    3    8192    4    5    0    10    1    16384    4    5    10    0    2    32768    4    5    10    0    8    65536    4    5    0    10    8    131072    5    4    0    10    1         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    5    256    1    1    5    512    1    1    5    1024    1    1    5    2048    1    1    5    4096    1    1    5    8192    1    1    2    16384    1    1    2    32768    1    2    3    65536    2    2    11    131072    2    2    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional 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    2.1038e-02    2.0545e-05    12.46    0.54    0.23    1.29    256    1.0736e-02    2.0969e-05    24.42    0.53    0.23    1.28    512    5.9820e-03    2.3367e-05    43.82    0.46    0.18    1.14    1024    3.2597e-03    2.5467e-05    80.42    0.42    0.16    1.05    2048    1.9114e-03    2.9865e-05    137.15    0.37    0.16    0.89    4096    1.2717e-03    3.9742e-05    206.13    0.27    0.10    0.65    8192    9.9785e-04    6.2366e-05    262.71    0.29    0.34    0.40    16384    7.8893e-04    9.8617e-05    332.28    0.20    0.24    0.25    32768    7.0232e-04    1.7558e-04    373.25    0.12    0.13    0.19    65536    5.6195e-04    2.8097e-04    466.49    0.09    0.10    0.13    131072    5.0117e-04    5.0117e-04    523.06    0.06    0.06    0.10

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    4    6    256    0    2    6    1    4    512    0    2    1    4    6    1024    0    2    6    1    4    2048    0    2    6    1    4    4096    0    2    4    1    6    8192    4    5    10    0    3    16384    4    5    10    0    9    32768    4    5    3    0    10    65536    4    5    0    10    8    131072    4    5    8    2    7         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    7    256    1    1    7    512    1    1    7    1024    1    1    7    2048    1    1    7    4096    1    1    7    8192    1    2    2    16384    1    2    9    32768    1    2    11    65536    1    1    11    131072    1    3    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional 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    2.0642e-02    2.0158e-05    12.70    0.55    0.24    1.33    256    1.0391e-02    2.0296e-05    25.23    0.55    0.24    1.32    512    5.3550e-03    2.0918e-05    48.95    0.53    0.24    1.29    1024    2.7963e-03    2.1846e-05    93.75    0.51    0.22    1.22    2048    1.5153e-03    2.3676e-05    173.00    0.45    0.18    1.13    4096    8.5197e-04    2.6624e-05    307.69    0.44    0.21    1.01    8192    6.2243e-04    3.8902e-05    421.16    0.44    0.52    0.58    16384    4.3192e-04    5.3990e-05    606.93    0.32    0.39    0.42    32768    3.3983e-04    8.4957e-05    771.41    0.20    0.23    0.28    65536    2.5105e-04    1.2553e-04    1044.18    0.15    0.16    0.23    131072    2.0116e-04    2.0116e-04    1303.16    0.17    0.18    0.32

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    6    1    4    256    0    2    6    1    4    512    0    2    6    1    4    1024    0    2    1    6    4    2048    0    2    6    1    4    4096    0    2    1    6    4    8192    4    5    0    9    10    16384    4    5    0    10    1    32768    4    5    0    10    7    65536    4    5    0    8    2    131072    5    4    7    10    0         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    7    256    1    1    7    512    1    1    7    1024    1    1    7    2048    1    1    7    4096    1    1    7    8192    1    2    2    16384    2    2    2    32768    1    1    8    65536    1    1    11    131072    1    1    10

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional 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    2.0474e-02    1.9994e-05    12.80    0.56    0.23    1.38    256    1.0369e-02    2.0252e-05    25.28    0.55    0.23    1.35    512    5.2615e-03    2.0553e-05    49.82    0.54    0.22    1.33    1024    2.7183e-03    2.1237e-05    96.44    0.52    0.22    1.27    2048    1.4174e-03    2.2147e-05    184.94    0.50    0.20    1.18    4096    7.7272e-04    2.4148e-05    339.25    0.44    0.15    1.09    8192    4.9826e-04    3.1141e-05    526.12    0.62    0.74    0.81    16384    3.1947e-04    3.9933e-05    820.57    0.46    0.52    0.66    32768    2.2615e-04    5.6536e-05    1159.18    0.35    0.42    0.46    65536    1.6644e-04    8.3218e-05    1575.04    0.24    0.27    0.38    131072    1.6441e-04    1.6441e-04    1594.47    0.11    0.13    0.18

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    4    256    0    2    1    6    4    512    0    2    1    6    4    1024    0    2    1    6    4    2048    0    2    1    6    4    4096    0    2    1    4    6    8192    4    5    0    10    7    16384    4    5    0    10    2    32768    4    5    10    0    2    65536    4    5    0    2    10    131072    4    5    2    8    0         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   128    1    1    7    256    1    1    7    512    1    1    7    1024    1    1    7    2048    1    1    7    4096    1    1    7    8192    1    1    2    16384    1    2    2    32768    1    2    2    65536    1    2    2    131072    2    2    11

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 10:21:34 EDT.
81972 accesses since 1/2/96.