并行計(jì)算性能分析與評(píng)測(cè)

并行計(jì)算性能分析與評(píng)測(cè)并行計(jì)算性能評(píng)測(cè)：CPU性能指標(biāo)工作負(fù)載執(zhí)行時(shí)間（ElapsedTime）浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)（各種操作折算為浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則），F(xiàn)lop指令數(shù)目，MIPS并行執(zhí)行時(shí)間

T

comput

為計(jì)算時(shí)間，Tparo

為并行開(kāi)銷時(shí)間，Tcomm為相互通信時(shí)間

Tn=T

comput+T

paro+T

comm并行計(jì)算性能評(píng)測(cè)：存儲(chǔ)器層次容量C：能保存數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)延遲L：讀取一個(gè)字所需時(shí)間帶寬B：1秒內(nèi)傳送的字節(jié)數(shù)并行計(jì)算性能評(píng)測(cè)：性能指標(biāo)計(jì)算/通信比加速比并行計(jì)算性能評(píng)測(cè)：性能指標(biāo)開(kāi)銷部分處理器的空閑并行版本中所需的順序計(jì)算中不會(huì)出現(xiàn)的額外計(jì)算發(fā)送消息所需的通信時(shí)間效率并行計(jì)算性能評(píng)測(cè)：性能指標(biāo)代價(jià)代價(jià)＝（執(zhí)行時(shí)間）×（所使用的處理器總數(shù)）參數(shù)定義P：處理器數(shù)；W：?jiǎn)栴}規(guī)模（計(jì)算負(fù)載、工作負(fù)載，給定問(wèn)題的總計(jì)算量）；Ws：應(yīng)用程序中的串行分量，f是串行分量比例（f=Ws/W，Ws=W1）；WP：應(yīng)用程序中可并行化部分，1-f為并行分量比例；Ws+Wp=W；Ts=T1：串行執(zhí)行時(shí)間，Tp：并行執(zhí)行時(shí)間；S：加速比，E：效率。加速比性能定律Amdahl定律Gustafson定律Amdahl定律（1）出發(fā)點(diǎn)：固定不變的計(jì)算負(fù)載；固定的計(jì)算負(fù)載分布在多個(gè)處理器上的，增加處理器加快執(zhí)行速度，從而達(dá)到加速的目的。Amdahl定律（2）Amdahl定律（3）固定負(fù)載的加速公式：

Ws+Wp可相應(yīng)地表示為f+（1-f）

p→∞時(shí)，上式極限為：S=1/fAmdahl定律（4）Amdahl定律（5）Wo為額外開(kāi)銷Gustafson定律（1）出發(fā)點(diǎn)：對(duì)于很多大型計(jì)算，精度要求很高，即在此類應(yīng)用中精度是個(gè)關(guān)鍵因素，而計(jì)算時(shí)間是固定不變的。此時(shí)為了提高精度，必須加大計(jì)算量，相應(yīng)地亦必須增多處理器數(shù)才能維持時(shí)間不變；除非學(xué)術(shù)研究，在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有必要固定工作負(fù)載而計(jì)算程序運(yùn)行在不同數(shù)目的處理器上，增多處理器必須相應(yīng)地增大問(wèn)題規(guī)模才有實(shí)際意義。Gustafson定