Performance Studies using COMMTEST

IBM p690 SWAP Performance

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

ordered simple swap

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 757.70 9.53 43.9% 1 iter. 1534.68 9.62 45.0% 10 iter. 1681.36 9.52 42.6%

ordered swap using nonblocking send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 707.94 11.17 38.8% 1 iter. 1502.20 10.91 41.2% 10 iter. 1638.69 10.85 39.6% cache inv. w/overlap 709.47 11.22 38.4% 1 iter. w/overlap 1496.37 11.07 41.9% 10 iter. w/overlap 1718.68 10.95 40.5%

ordered swap using nonblocking receive

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 724.10 10.65 41.0% 1 iter. 1418.84 10.66 42.6% 10 iter. 1619.21 10.60 39.1% cache inv. w/overlap 723.75 10.91 39.4% 1 iter. w/overlap 1461.66 10.84 42.0% 10 iter. w/overlap 1770.06 10.66 41.4%

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. 692.21 11.75 37.4% 1 iter. 1398.75 11.73 41.2% 10 iter. 1568.92 11.79 33.7% cache inv. w/overlap 717.94 12.07 35.6% 1 iter. w/overlap 1452.37 12.20 33.5% 10 iter. w/overlap 1706.61 11.96 38.5%

ordered swap using ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 740.02 13.45 19.8% 1 iter. 1579.31 13.67 16.5% 10 iter. 1819.27 13.57 23.3% cache inv. w/overlap 770.80 11.27 21.5% 1 iter. w/overlap 1719.95 11.28 14.8% 10 iter. w/overlap 2089.22 11.07 17.6%

ordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 779.45 14.30 23.0% 1 iter. 1559.76 14.60 17.4% 10 iter. 1761.74 14.46 24.3% cache inv. w/overlap 791.91 12.09 22.1% 1 iter. w/overlap 1660.96 11.98 15.2% 10 iter. w/overlap 1985.64 11.96 18.1%

synchronous

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 737.80 11.05 41.6% 1 iter. 1482.04 11.07 42.3% 10 iter. 1626.94 11.03 40.2%

ordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 732.76 22.07 14.5% 1 iter. 1428.42 22.12 24.1% 10 iter. 1601.17 22.04 26.9% cache inv. w/overlap 723.36 22.37 15.1% 1 iter. w/overlap 1406.86 22.27 23.9% 10 iter. w/overlap 1717.30 21.78 28.5%

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. 715.69 22.05 16.2% 1 iter. 1426.14 22.01 24.0% 10 iter. 1636.46 22.07 27.6% cache inv. w/overlap 717.57 22.18 14.5% 1 iter. w/overlap 1531.33 22.08 25.8% 10 iter. w/overlap 1744.08 21.86 29.1%

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. 719.23 21.78 17.7% 1 iter. 1415.26 21.73 23.5% 10 iter. 1579.60 22.07 26.6% cache inv. w/overlap 720.55 21.36 16.2% 1 iter. w/overlap 1476.48 21.14 23.8% 10 iter. w/overlap 1741.88 22.95 30.5%

ordered simple swap using sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 734.68 21.22 17.1% 1 iter. 1539.85 21.07 24.8% 10 iter. 1669.48 21.05 26.8%

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    2.0078e-02    1.9607e-05    13.06    0.59    0.40    1.27    256    1.0322e-02    2.0159e-05    25.40    0.57    0.39    1.25    512    5.5553e-03    2.1700e-05    47.19    0.54    0.37    1.22    1024    3.0339e-03    2.3703e-05    86.40    0.48    0.31    1.08    2048    1.7734e-03    2.7709e-05    147.82    0.40    0.27    0.90    4096    1.1095e-03    3.4671e-05    236.28    0.34    0.22    0.80    8192    9.1369e-04    5.7106e-05    286.91    0.25    0.30    0.33    16384    6.8931e-04    8.6163e-05    380.30    0.16    0.19    0.21    32768    5.7557e-04    1.4389e-04    455.45    0.09    0.10    0.14    65536    4.2955e-04    2.1477e-04    610.28    0.07    0.08    0.12    131072    3.4599e-04    3.4599e-04    757.67    0.04    0.04    0.07

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    3    256    0    1    2    6    3    512    0    2    1    6    3    1024    0    2    1    6    3    2048    0    2    6    1    3    4096    0    2    1    6    3    8192    4    5    10    0    1    16384    4    5    10    0    8    32768    4    5    7    0    2    65536    4    5    7    10    9    131072    5    4    1    0    6         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    6    8192    1    2    2    16384    1    2    11    32768    1    2    11    65536    2    2    11    131072    2    7    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    1.9965e-02    1.9497e-05    13.13    0.59    0.41    1.28    256    1.0112e-02    1.9749e-05    25.93    0.58    0.39    1.26    512    5.1758e-03    2.0218e-05    50.65    0.57    0.39    1.25    1024    2.7150e-03    2.1211e-05    96.55    0.54    0.37    1.21    2048    1.4575e-03    2.2774e-05    179.85    0.50    0.34    1.13    4096    8.0756e-04    2.5236e-05    324.61    0.47    0.32    1.05    8192    6.4264e-04    4.0165e-05    407.92    0.35    0.42    0.49    16384    4.1493e-04    5.1867e-05    631.77    0.28    0.34    0.38    32768    3.0908e-04    7.7270e-05    848.14    0.18    0.21    0.26    65536    2.0819e-04    1.0409e-04    1259.18    0.17    0.20    0.27    131072    1.6683e-04    1.6683e-04    1571.36    0.14    0.13    0.30

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    3    256    0    2    1    6    3    512    0    1    2    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    1    16384    4    5    10    0    2    32768    4    5    0    10    2    65536    4    5    10    2    0    131072    4    5    10    1    0         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    2    2    32768    1    2    10    65536    1    1    9    131072    1    1    9

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    1.9766e-02    1.9303e-05    13.26    0.60    0.41    1.29    256    1.0022e-02    1.9574e-05    26.16    0.59    0.40    1.27    512    5.0981e-03    1.9915e-05    51.42    0.57    0.40    1.25    1024    2.6300e-03    2.0547e-05    99.68    0.55    0.38    1.21    2048    1.3870e-03    2.1671e-05    189.01    0.53    0.36    1.22    4096    7.5221e-04    2.3507e-05    348.50    0.47    0.31    1.06    8192    5.6463e-04    3.5289e-05    464.28    0.38    0.45    0.52    16384    3.4239e-04    4.2798e-05    765.64    0.33    0.39    0.45    32768    2.3703e-04    5.9257e-05    1105.96    0.25    0.29    0.34    65536    1.6088e-04    8.0441e-05    1629.42    0.20    0.23    0.27    131072    1.4766e-04    1.4766e-04    1775.31    0.09    0.11    0.15

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    6    3    256    0    2    1    6    3    512    0    1    2    6    3    1024    0    1    2    6    3    2048    0    2    1    6    3    4096    0    2    1    6    3    8192    4    5    0    10    9    16384    4    5    0    10    8    32768    4    5    10    0    2    65536    4    5    0    8    10    131072    4    5    0    10    7         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    2    5    4096    1    1    5    8192    1    1    2    16384    1    1    2    32768    1    2    2    65536    1    2    8    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    2.0283e-02    1.9808e-05    12.92    0.54    0.24    1.28    256    1.0346e-02    2.0207e-05    25.34    0.53    0.24    1.25    512    5.7125e-03    2.2315e-05    45.89    0.46    0.21    1.11    1024    3.0823e-03    2.4080e-05    85.05    0.41    0.15    1.01    2048    1.7237e-03    2.6933e-05    152.08    0.41    0.19    0.96    4096    1.1307e-03    3.5334e-05    231.84    0.28    0.13    0.70    8192    8.3177e-04    5.1986e-05    315.16    0.34    0.40    0.45    16384    6.4843e-04    8.1053e-05    404.28    0.22    0.25    0.29    32768    5.4820e-04    1.3705e-04    478.19    0.14    0.16    0.19    65536    4.1124e-04    2.0562e-04    637.45    0.11    0.13    0.15    131072    3.3432e-04    3.3432e-04    784.11    0.06    0.07    0.11

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    1    6    4    1024    0    2    1    4    6    2048    0    2    1    6    4    4096    0    2    1    4    6    8192    4    5    0    9    10    16384    5    4    0    9    10    32768    4    5    0    10    2    65536    4    5    8    6    0    131072    4    5    0    2    1         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    2    7    8192    1    2    2    16384    2    2    5    32768    2    2    11    65536    1    2    11    131072    1    2    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    2.0009e-02    1.9540e-05    13.10    0.55    0.24    1.29    256    1.0115e-02    1.9756e-05    25.92    0.54    0.24    1.28    512    5.2199e-03    2.0390e-05    50.22    0.52    0.24    1.24    1024    2.7207e-03    2.1255e-05    96.35    0.50    0.23    1.21    2048    1.4487e-03    2.2635e-05    180.96    0.45    0.18    1.11    4096    8.0864e-04    2.5270e-05    324.18    0.42    0.18    0.99    8192    5.5712e-04    3.4820e-05    470.53    0.50    0.59    0.67    16384    3.7851e-04    4.7313e-05    692.57    0.36    0.43    0.46    32768    2.7988e-04    6.9970e-05    936.63    0.27    0.32    0.39    65536    2.0145e-04    1.0073e-04    1301.26    0.19    0.22    0.28    131072    1.5544e-04    1.5544e-04    1686.46    0.19    0.21    0.37

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

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    1.9877e-02    1.9411e-05    13.19    0.56    0.24    1.37    256    1.0049e-02    1.9626e-05    26.09    0.55    0.24    1.35    512    5.1189e-03    1.9996e-05    51.21    0.54    0.23    1.33    1024    2.6366e-03    2.0599e-05    99.42    0.52    0.22    1.28    2048    1.3904e-03    2.1725e-05    188.54    0.49    0.21    1.20    4096    7.5526e-04    2.3602e-05    347.09    0.42    0.15    1.01    8192    4.9162e-04    3.0726e-05    533.23    0.58    0.70    0.78    16384    3.0758e-04    3.8447e-05    852.28    0.44    0.49    0.62    32768    2.1843e-04    5.4608e-05    1200.12    0.33    0.39    0.45    65536    1.5353e-04    7.6767e-05    1707.41    0.23    0.28    0.32    131072    1.2888e-04    1.2888e-04    2034.02    0.17    0.20    0.24

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    4    6    1024    0    2    1    4    6    2048    0    2    1    4    6    4096    0    2    4    1    6    8192    4    5    0    10    8    16384    4    5    10    2    8    32768    4    5    10    0    8    65536    4    5    0    10    2    131072    4    5    0    8    3         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    1    2    32768    1    2    2    65536    1    2    3    131072    1    2    11

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 10:21:36 EDT.
80635 accesses since 1/2/96.