Performance Studies using COMMTEST

IBM p690 SWAP Performance

(ordered swap of 2MB message using MPI within a node)

(performance measured per processor when all processors in node communicating with a "distant" processor)

ordered simple swap

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 435.69 -2.23 82.0% 1 iter. 478.97 -2.28 85.1% 10 iter. 669.63 -2.17 90.9%

ordered swap using nonblocking send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 437.80 -0.58 72.7% 1 iter. 485.12 -0.67 75.8% 10 iter. 657.01 -1.00 80.9% cache inv. w/overlap 430.32 -0.10 68.9% 1 iter. w/overlap 477.17 0.23 69.6% 10 iter. w/overlap 655.79 -0.35 74.8%

ordered swap using nonblocking receive

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 435.85 -1.21 76.1% 1 iter. 481.33 -1.23 78.8% 10 iter. 659.62 -1.41 84.1% cache inv. w/overlap 432.04 -0.92 73.9% 1 iter. w/overlap 473.06 -0.66 74.4% 10 iter. w/overlap 657.13 -0.94 79.7%

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. 430.54 -0.12 70.6% 1 iter. 475.50 0.11 71.6% 10 iter. 653.01 -0.33 76.4% cache inv. w/overlap 430.88 0.67 67.4% 1 iter. w/overlap 478.86 0.77 69.2% 10 iter. w/overlap 657.89 0.55 70.9%

ordered swap using ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 436.80 11.38 25.7% 1 iter. 476.14 11.71 26.3% 10 iter. 682.31 10.72 31.6% cache inv. w/overlap 432.31 8.98 26.7% 1 iter. w/overlap 481.26 8.86 28.8% 10 iter. w/overlap 701.60 8.80 33.4%

ordered swap using nonblocking ready send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 439.18 12.22 25.3% 1 iter. 474.20 12.35 27.1% 10 iter. 676.18 11.56 30.2% cache inv. w/overlap 434.58 9.99 25.3% 1 iter. w/overlap 480.19 9.82 28.3% 10 iter. w/overlap 692.73 9.75 32.4%

synchronous

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 435.94 -0.41 72.1% 1 iter. 483.76 0.34 70.6% 10 iter. 656.82 -0.46 77.3%

ordered swap using nonblocking sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 431.41 19.52 21.1% 1 iter. 478.06 19.88 23.6% 10 iter. 656.73 19.39 28.1% cache inv. w/overlap 436.41 18.97 23.1% 1 iter. w/overlap 475.98 18.94 23.4% 10 iter. w/overlap 660.41 18.53 28.9%

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. 439.24 18.68 21.9% 1 iter. 479.90 19.00 24.0% 10 iter. 657.56 18.90 28.4% cache inv. w/overlap 440.90 18.30 23.0% 1 iter. w/overlap 473.24 18.49 23.0% 10 iter. w/overlap 653.70 18.20 27.6%

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. 429.84 21.02 19.6% 1 iter. 481.06 20.54 22.6% 10 iter. 656.93 20.45 28.1% cache inv. w/overlap 431.27 19.48 21.8% 1 iter. w/overlap 474.23 19.40 23.9% 10 iter. w/overlap 654.20 19.56 27.9%

ordered simple swap using sync. send

Data Statistics unidirectional bandwidth estimated latency model error (peak MByte/sec) (usec/msg) (max. rel. error) cache inv. 433.25 18.68 21.4% 1 iter. 474.76 18.55 23.0% 10 iter. 668.99 17.79 29.3%

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 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   2048    2.8123e-02    2.7464e-05    149.14    0.39    0.24    0.91    4096    2.3245e-02    4.5400e-05    180.44    0.29    0.34    0.40    8192    1.8157e-02    7.0927e-05    231.00    0.17    0.20    0.23    16384    1.5789e-02    1.2335e-04    265.65    0.08    0.09    0.12    32768    1.4881e-02    2.3252e-04    281.86    0.03    0.03    0.04    65536    1.2719e-02    3.9747e-04    329.77    0.03    0.03    0.05    131072    1.1725e-02    7.3282e-04    357.72    0.01    0.01    0.02    262144    1.0685e-02    1.3356e-03    392.54    0.02    0.02    0.03    524288    1.0171e-02    2.5427e-03    412.39    0.01    0.01    0.03    1048576    9.7871e-03    4.8935e-03    428.56    0.01    0.01    0.02    2097152    9.7614e-03    9.7614e-03    429.68    0.01    0.02    0.02

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   2048    0    2    1    6    3    4096    4    5    10    0    8    8192    4    5    0    10    2    16384    4    5    0    10    2    32768    4    5    0    8    2    65536    4    5    0    6    1    131072    0    7    4    2    8    262144    0    10    3    4    8    524288    4    5    6    9    2    1048576    7    2    3    8    0    2097152    8    10    4    0    7         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   2048    1    1    6    4096    1    1    2    8192    1    2    11    16384    1    2    11    32768    2    11    11    65536    1    10    11    131072    6    11    11    262144    1    11    11    524288    5    11    11    1048576    6    11    11    2097152    4    11    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 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   2048    2.7572e-02    2.6926e-05    152.12    0.39    0.25    0.90    4096    2.2351e-02    4.3654e-05    187.66    0.30    0.36    0.41    8192    1.7467e-02    6.8229e-05    240.13    0.16    0.19    0.22    16384    1.5109e-02    1.1804e-04    277.60    0.08    0.09    0.11    32768    1.3978e-02    2.1841e-04    300.06    0.04    0.05    0.06    65536    1.2153e-02    3.7978e-04    345.12    0.02    0.02    0.04    131072    1.0960e-02    6.8497e-04    382.71    0.02    0.02    0.02    262144    1.0006e-02    1.2508e-03    419.17    0.02    0.02    0.03    524288    9.4197e-03    2.3549e-03    445.27    0.01    0.01    0.02    1048576    8.9639e-03    4.4820e-03    467.91    0.01    0.01    0.02    2097152    8.5121e-03    8.5121e-03    492.75    0.01    0.01    0.02

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   2048    0    2    1    6    3    4096    4    5    10    0    8    8192    4    5    10    0    8    16384    4    5    0    10    2    32768    4    5    10    0    9    65536    4    5    0    10    1    131072    4    6    1    7    8    262144    4    7    6    3    9    524288    4    6    0    8    1    1048576    5    10    7    0    9    2097152    10    5    8    9    7         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   2048    1    1    6    4096    1    1    2    8192    1    2    11    16384    1    2    11    32768    1    5    11    65536    3    11    11    131072    1    11    11    262144    1    11    11    524288    6    11    11    1048576    6    11    11    2097152    4    11    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 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   2048    1.9944e-02    1.9477e-05    210.30    0.55    0.31    1.28    4096    1.5169e-02    2.9627e-05    276.51    0.46    0.53    0.62    8192    1.0134e-02    3.9584e-05    413.90    0.30    0.35    0.43    16384    7.5124e-03    5.8691e-05    558.32    0.19    0.23    0.27    32768    6.5244e-03    1.0194e-04    642.86    0.09    0.11    0.13    65536    6.1472e-03    1.9210e-04    682.31    0.03    0.04    0.04    131072    7.2370e-03    4.5231e-04    579.56    0.01    0.02    0.03    262144    7.8425e-03    9.8031e-04    534.82    0.01    0.00    0.01    524288    8.9533e-03    2.2383e-03    468.46    0.01    0.01    0.02    1048576    8.9093e-03    4.4546e-03    470.78    0.01    0.01    0.01    2097152    8.6511e-03    8.6511e-03    484.83    0.01    0.01    0.01

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   2048    0    2    1    6    3    4096    4    5    0    10    8    8192    4    5    0    10    2    16384    4    5    0    10    2    32768    4    5    0    10    2    65536    4    5    0    10    2    131072    0    10    4    6    5    262144    10    4    6    7    0    524288    0    2    5    10    7    1048576    0    5    6    2    3    2097152    1    4    6    2    8         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   2048    1    1    5    4096    1    1    2    8192    1    2    2    16384    1    2    9    32768    1    2    11    65536    2    11    11    131072    3    11    11    262144    9    11    11    524288    6    11    11    1048576    10    11    11    2097152    11    11    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 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   2048    2.7754e-02    2.7104e-05    151.12    0.36    0.18    0.86    4096    2.1630e-02    4.2247e-05    193.91    0.36    0.42    0.48    8192    1.7593e-02    6.8724e-05    238.40    0.19    0.22    0.26    16384    1.5680e-02    1.2250e-04    267.49    0.09    0.11    0.13    32768    1.4632e-02    2.2863e-04    286.65    0.05    0.05    0.07    65536    1.2819e-02    4.0061e-04    327.18    0.02    0.03    0.03    131072    1.1812e-02    7.3822e-04    355.10    0.01    0.01    0.02    262144    1.0792e-02    1.3490e-03    388.65    0.01    0.02    0.02    524288    1.0247e-02    2.5616e-03    409.34    0.01    0.01    0.03    1048576    9.8014e-03    4.9007e-03    427.93    0.01    0.01    0.02    2097152    9.8146e-03    9.8146e-03    427.35    0.01    0.01    0.03

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   2048    0    2    1    4    6    4096    4    5    0    10    7    8192    4    5    10    0    7    16384    5    4    10    0    8    32768    5    4    0    10    8    65536    4    5    0    10    9    131072    0    5    2    4    1    262144    6    0    5    8    1    524288    4    0    5    3    10    1048576    1    2    5    6    10    2097152    9    6    3    4    8         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   2048    1    1    7    4096    1    2    2    8192    1    2    9    16384    2    2    11    32768    1    4    11    65536    2    11    11    131072    8    11    11    262144    4    11    11    524288    6    11    11    1048576    9    11    11    2097152    5    11    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 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   2048    2.6857e-02    2.6227e-05    156.17    0.37    0.18    0.89    4096    2.0737e-02    4.0502e-05    202.26    0.37    0.44    0.49    8192    1.6658e-02    6.5071e-05    251.79    0.20    0.24    0.28    16384    1.4802e-02    1.1564e-04    283.35    0.10    0.11    0.14    32768    1.3839e-02    2.1624e-04    303.07    0.05    0.06    0.08    65536    1.1974e-02    3.7419e-04    350.29    0.03    0.04    0.05    131072    1.1035e-02    6.8967e-04    380.10    0.01    0.01    0.02    262144    1.0044e-02    1.2555e-03    417.60    0.01    0.01    0.03    524288    9.4195e-03    2.3549e-03    445.28    0.01    0.01    0.02    1048576    8.9750e-03    4.4875e-03    467.33    0.01    0.01    0.02    2097152    8.5035e-03    8.5035e-03    493.24    0.01    0.01    0.02

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   2048    0    2    4    1    6    4096    4    5    10    0    1    8192    4    5    0    10    8    16384    4    5    10    7    0    32768    4    5    0    8    10    65536    4    5    10    0    6    131072    5    6    7    0    4    262144    5    10    0    6    2    524288    2    4    6    10    3    1048576    3    0    4    1    2    2097152    8    7    5    6    9         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   2048    1    1    7    4096    1    2    2    8192    1    2    7    16384    1    2    11    32768    2    3    11    65536    2    11    11    131072    5    11    11    262144    5    11    11    524288    8    11    11    1048576    5    11    11    2097152    6    11    11

Protocol Sensitivity Summary for Unidirectional Swap of 2097152 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   2048    1.9906e-02    1.9439e-05    210.71    0.49    0.22    1.20    4096    1.3516e-02    2.6399e-05    310.32    0.58    0.69    0.76    8192    9.1636e-03    3.5796e-05    457.71    0.40    0.48    0.53    16384    7.0649e-03    5.5195e-05    593.68    0.24    0.29    0.32    32768    6.2392e-03    9.7488e-05    672.25    0.13    0.15    0.18    65536    5.9782e-03    1.8682e-04    701.60    0.05    0.07    0.07    131072    7.1895e-03    4.4934e-04    583.39    0.02    0.02    0.03    262144    7.8374e-03    9.7968e-04    535.16    0.01    0.01    0.02    524288    8.9827e-03    2.2457e-03    466.93    0.01    0.01    0.02    1048576    8.9113e-03    4.4557e-03    470.67    0.01    0.00    0.01    2097152    8.6772e-03    8.6772e-03    483.37    0.00    0.00    0.01

Five Fastest Protocols Msg Size 1st 2nd 3rd 4th 5th   2048    0    2    1    4    6    4096    4    5    0    10    7    8192    4    5    10    0    2    16384    4    5    0    10    2    32768    4    5    0    10    2    65536    4    5    0    10    7    131072    4    5    0    10    2    262144    4    5    0    10    2    524288    4    2    0    10    8    1048576    2    6    10    5    1    2097152    5    9    8    1    10         Number of Proctocols With Runtimes Within X% of Min Msg Size 1% 5% 25%   2048    1    1    7    4096    1    1    2    8192    1    2    2    16384    1    2    2    32768    1    2    11    65536    1    3    11    131072    2    11    11    262144    4    11    11    524288    6    11    11    1048576    10    11    11    2097152    11    11    11

DISCUSSION

• The p690 processing node consists of 32 processors. In these tests, we examine MPI communication performance between processors I and (I+16) in a node (preventing L2 cache haring and snooping) 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 10:22:22 EDT.
81289 accesses since 1/2/96.