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. 789.46 6.27 42.7% 1 iter. 1767.42 6.22 42.4% 10 iter. 1732.60 6.57 42.1%

ordered swap using nonblocking send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 716.81 7.42 38.1% 1 iter. 1593.90 7.62 35.0% 10 iter. 1706.56 7.59 38.3% cache inv. w/overlap 719.04 8.17 34.9% 1 iter. w/overlap 1686.32 8.34 36.0% 10 iter. w/overlap 1722.64 8.43 32.7%

ordered swap using nonblocking receive

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 745.21 7.24 37.5% 1 iter. 1588.49 7.30 37.8% 10 iter. 1637.55 7.43 39.5% cache inv. w/overlap 699.42 8.07 36.0% 1 iter. w/overlap 1587.60 8.18 38.4% 10 iter. w/overlap 1706.79 8.05 39.0%

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. 708.17 8.48 33.5% 1 iter. 1637.44 8.46 39.3% 10 iter. 1709.41 8.59 37.8% cache inv. w/overlap 737.24 9.30 31.7% 1 iter. w/overlap 1649.12 9.37 33.9% 10 iter. w/overlap 1660.13 9.34 31.6%

ordered swap using ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 724.50 10.15 21.7% 1 iter. 1652.03 10.33 13.0% 10 iter. 1740.49 10.16 13.5% cache inv. w/overlap 763.44 8.46 24.5% 1 iter. w/overlap 1823.15 8.60 13.7% 10 iter. w/overlap 1875.53 8.36 12.0%

ordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 750.67 11.11 22.0% 1 iter. 1682.28 11.55 14.8% 10 iter. 1753.46 11.58 15.5% cache inv. w/overlap 767.97 9.27 24.7% 1 iter. w/overlap 1737.28 9.55 12.7% 10 iter. w/overlap 1840.59 9.34 13.1%

synchronous

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 722.05 8.26 36.9% 1 iter. 1551.03 8.81 34.0% 10 iter. 1599.88 8.75 35.0%

ordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 731.78 14.32 19.6% 1 iter. 1506.11 14.64 16.8% 10 iter. 1650.46 14.42 18.2% cache inv. w/overlap 704.54 14.29 19.1% 1 iter. w/overlap 1632.55 14.32 17.8% 10 iter. w/overlap 1729.00 14.26 18.8%

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. 722.48 14.61 18.2% 1 iter. 1555.44 14.74 17.5% 10 iter. 1630.33 14.82 18.4% cache inv. w/overlap 748.87 15.49 22.9% 1 iter. w/overlap 1566.97 15.43 18.4% 10 iter. w/overlap 1678.99 15.23 19.5%

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. 717.73 15.81 18.5% 1 iter. 1652.03 15.63 19.7% 10 iter. 1613.86 15.79 19.4% cache inv. w/overlap 750.04 15.79 19.4% 1 iter. w/overlap 1584.78 15.35 18.6% 10 iter. w/overlap 1673.00 15.52 19.8%

ordered simple swap using sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 748.44 13.74 20.2% 1 iter. 1640.31 14.23 17.8% 10 iter. 1680.17 13.86 17.8%

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    1.3469e-02    1.3153e-05    19.46    0.68    0.59    1.45    256    7.0475e-03    1.3765e-05    37.20    0.65    0.57    1.38    512    4.0208e-03    1.5706e-05    65.20    0.55    0.48    1.17    1024    2.1973e-03    1.7167e-05    119.30    0.55    0.49    1.15    2048    1.3189e-03    2.0607e-05    198.76    0.47    0.42    0.94    4096    9.5411e-04    2.9816e-05    274.75    0.26    0.22    0.59    8192    7.8521e-04    4.9076e-05    333.85    0.19    0.21    0.27    16384    6.4057e-04    8.0072e-05    409.23    0.11    0.13    0.18    32768    5.6196e-04    1.4049e-04    466.48    0.04    0.05    0.12    65536    4.2879e-04    2.1439e-04    611.36    0.03    0.03    0.07    131072    3.3973e-04    3.3973e-04    771.62    0.04    0.04    0.07

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    3    6    256    0    2    1    3    6    512    0    2    1    3    6    1024    0    2    1    3    6    2048    0    2    1    3    6    4096    0    2    1    3    6    8192    4    5    0    10    2    16384    4    5    0    6    10    32768    5    4    10    9    8    65536    0    7    4    5    6    131072    5    0    10    3    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    4    1024    1    1    3    2048    1    1    4    4096    1    2    6    8192    1    1    9    16384    2    3    11    32768    3    8    11    65536    4    8    11    131072    2    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    1.3047e-02    1.2741e-05    20.09    0.72    0.61    1.50    256    6.6794e-03    1.3046e-05    39.25    0.69    0.57    1.49    512    3.4924e-03    1.3642e-05    75.06    0.68    0.62    1.40    1024    1.8893e-03    1.4760e-05    138.75    0.61    0.56    1.27    2048    1.0433e-03    1.6301e-05    251.27    0.56    0.49    1.14    4096    6.2132e-04    1.9416e-05    421.91    0.46    0.41    1.02    8192    5.5471e-04    3.4669e-05    472.58    0.16    0.16    0.28    16384    3.5823e-04    4.4778e-05    731.78    0.18    0.18    0.28    32768    2.7059e-04    6.7647e-05    968.80    0.12    0.14    0.18    65536    1.9148e-04    9.5740e-05    1369.04    0.07    0.07    0.11    131072    1.5488e-04    1.5488e-04    1692.56    0.11    0.12    0.18

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    3    6    256    0    2    1    3    6    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    1    2    16384    4    5    7    0    10    32768    4    5    10    1    8    65536    5    4    10    1    8    131072    4    9    5    10    0         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    4    8192    2    2    10    16384    1    2    8    32768    1    1    11    65536    1    3    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    1.3361e-02    1.3048e-05    19.62    0.68    0.57    1.44    256    6.6384e-03    1.2966e-05    39.49    0.71    0.60    1.48    512    3.4998e-03    1.3671e-05    74.90    0.66    0.59    1.41    1024    1.8619e-03    1.4546e-05    140.79    0.62    0.54    1.31    2048    1.0129e-03    1.5827e-05    258.80    0.58    0.51    1.21    4096    5.8816e-04    1.8380e-05    445.70    0.50    0.44    1.03    8192    5.0768e-04    3.1730e-05    516.36    0.24    0.27    0.36    16384    3.3414e-04    4.1768e-05    784.53    0.19    0.21    0.30    32768    2.4468e-04    6.1171e-05    1071.36    0.14    0.17    0.22    65536    1.7488e-04    8.7439e-05    1499.02    0.11    0.12    0.17    131072    1.4849e-04    1.4849e-04    1765.45    0.05    0.06    0.09

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    3    6    256    0    2    1    3    6    512    0    2    1    3    6    1024    0    2    1    3    6    2048    0    2    1    3    6    4096    0    2    1    3    6    8192    4    5    10    0    7    16384    4    5    10    0    7    32768    4    5    0    10    1    65536    4    5    10    0    7    131072    4    5    2    0    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    3    1024    1    1    3    2048    1    1    3    4096    1    1    4    8192    1    1    5    16384    1    1    8    32768    1    1    11    65536    1    1    11    131072    1    5    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    1.5348e-02    1.4988e-05    17.08    0.49    0.29    1.13    256    7.9892e-03    1.5604e-05    32.81    0.47    0.28    1.07    512    4.4140e-03    1.7242e-05    59.39    0.44    0.24    1.01    1024    2.4119e-03    1.8843e-05    108.69    0.42    0.26    0.93    2048    1.4976e-03    2.3400e-05    175.05    0.28    0.17    0.69    4096    9.3963e-04    2.9363e-05    278.99    0.27    0.16    0.63    8192    7.3341e-04    4.5838e-05    357.43    0.25    0.30    0.35    16384    6.0209e-04    7.5262e-05    435.39    0.15    0.18    0.24    32768    5.4436e-04    1.3609e-04    481.56    0.07    0.08    0.13    65536    4.0744e-04    2.0372e-04    643.39    0.08    0.09    0.13    131072    3.2740e-04    3.2740e-04    800.68    0.09    0.09    0.17

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    4    6    256    0    2    4    1    6    512    0    2    1    4    6    1024    0    2    4    1    3    2048    0    2    4    1    3    4096    0    2    4    6    1    8192    4    5    10    0    8    16384    4    5    0    7    8    32768    4    5    10    0    9    65536    4    5    0    8    9    131072    4    2    5    9    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    6    1024    1    1    4    2048    1    2    7    4096    1    1    7    8192    1    2    2    16384    1    2    11    32768    1    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    1.5024e-02    1.4672e-05    17.45    0.50    0.30    1.13    256    7.7095e-03    1.5058e-05    34.00    0.49    0.27    1.12    512    3.9441e-03    1.5407e-05    66.46    0.50    0.30    1.11    1024    2.1057e-03    1.6451e-05    124.49    0.45    0.24    1.02    2048    1.1531e-03    1.8017e-05    227.34    0.39    0.21    0.91    4096    6.5404e-04    2.0439e-05    400.81    0.37    0.22    0.86    8192    4.7203e-04    2.9502e-05    555.36    0.35    0.41    0.50    16384    3.2141e-04    4.0177e-05    815.60    0.24    0.28    0.32    32768    2.4612e-04    6.1530e-05    1065.11    0.17    0.21    0.29    65536    1.8039e-04    9.0193e-05    1453.23    0.12    0.11    0.24    131072    1.4863e-04    1.4863e-04    1763.78    0.10    0.09    0.21

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    1    4    6    256    0    2    1    4    6    512    0    2    6    1    4    1024    0    2    1    4    6    2048    0    1    2    4    6    4096    0    2    1    4    5    8192    4    5    0    10    1    16384    4    5    0    10    7    32768    5    4    0    3    1    65536    4    5    0    2    1    131072    4    5    10    3    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    6    2048    1    1    7    4096    1    1    6    8192    1    2    2    16384    1    2    3    32768    2    2    9    65536    1    2    11    131072    1    2    11

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    1.5055e-02    1.4703e-05    17.41    0.49    0.29    1.14    256    7.7359e-03    1.5109e-05    33.89    0.48    0.28    1.11    512    4.0035e-03    1.5639e-05    65.48    0.46    0.26    1.07    1024    2.1105e-03    1.6488e-05    124.21    0.43    0.25    1.01    2048    1.1372e-03    1.7769e-05    230.52    0.40    0.22    0.96    4096    6.3672e-04    1.9898e-05    411.71    0.39    0.24    0.88    8192    4.4114e-04    2.7571e-05    594.24    0.41    0.47    0.54    16384    2.9689e-04    3.7111e-05    882.98    0.31    0.35    0.43    32768    2.3344e-04    5.8359e-05    1122.98    0.18    0.20    0.26    65536    1.6766e-04    8.3831e-05    1563.52    0.15    0.18    0.22    131072    1.3667e-04    1.3667e-04    1918.11    0.12    0.13    0.17

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   128    0    2    4    1    6    256    0    2    1    4    6    512    0    2    4    1    6    1024    0    2    1    4    6    2048    0    2    1    4    6    4096    0    2    4    1    5    8192    4    5    7    1    0    16384    4    5    0    7    1    32768    4    5    10    1    7    65536    4    5    1    0    7    131072    4    5    10    3    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    6    2048    1    1    7    4096    1    1    7    8192    1    1    2    16384    1    1    2    32768    1    2    9    65536    1    2    11    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 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 10:21:38 EDT.
81108 accesses since 1/2/96.