服务器平台计算性能工具Linpack服务器性能测试利器_一_.pdf

产 品 技 术

服务器平台 文｜赵吉志

计算性能工具Linpack

服务器性能测试利器 (一)

计算机硬件的不断升级带来了系统处理性能的持续提高，如何对平台的性能作出正确的判断是性能测试的

主要目标。业界有多种测试基准，有的是基于实际的应用种类如TPC－C，有的是测试系统某一部分的性能，

如测试硬盘吞吐能力的IOmeter，测试内存带宽的stream。本专题将对几个常见且权威的测试基准以及其使用

方法作一下介绍。

Linpack的起源及原始用途 Linpack测试包括三类，Linpack100、 性能的一个重要指标就是计算峰值，例如

Linpack是线性系统软件包(Linear system Linpack1000和HPL。Linpack100求解规模为 浮点计算峰值，它是指计算机每秒钟能完

package)的缩写，主要开始于 1974年 4 100阶的稠密线性代数方程组，它只允许 成的浮点计算最大次数。包括理论浮点峰

月，美国 Argonne国家实验室应用数学所 采用编译优化选项进行优化，不得更改代 值和实测浮点峰值。

主任 Jim Pool，在一系列非正式的讨论会 码，甚至代码中的注释也不得修改。 理论浮点峰值是该计算机理论上能达

中评估，建立一套专门解线性系统问题之 Linpack1000要求求解规模为1000阶的线 到的每秒钟能完成浮点计算的最大次数，

数学软件的可能性。后来便提出了 Linpack

性代数方程组，达到指定的精度要求，可 它主要是由CPU的主频决定的。

计划案送到国家科学基金会 (NationalSci- 以在不改变计算量的前提下进行算法和代

ence Foundation)审核，经国家科学基金会 码优化。HPL即High PerformanceLinpack， 理论浮点峰值＝CPU主频×CPU每个时钟周

同意并提供经费。 也叫高度并行计算基准测试，它对数组大 期执行浮点运算的次数×系统中CPU数目。

Linpack主要特色是： 小N没有限制，求解问题的规模可以改变，

∠率先开创了力学 (Mechanics)分析 除基本算法(计算量)不可改变外，可以 实测浮点峰值是指Linpack测试值，也

软件的制作。 采用其它任何优化方法。前两种测试运 就是说在这台机器上运行Linpack测试程

∠建立了将来数学软件比较的标准。 行规模较小，已不适合现代计算机的发 序，通过各种调优方法得到的最优的测试

∠提供软件链接库，允许使用者加以 展，因此现在使用较多的测试标准为 结果。实际上在实际程序运行过程中，几

修正以便处理特殊问题，当然程序名称必须 HPL，而且阶次N也是linpack测试必须指 乎不可能达到实测浮点峰值，更不用说达

改写，并应注明修改之处，以尊重原作者， 明的参数。 到理论浮点峰值了。这两个值只是作为衡

并避免他人误用。 HPL是针对现代并行计算机提出的测 量机器性能的一个指标，用来表明机器处

∠兼顾了对各计算机系统的通用性， 试方式。用户在不修改任意测试程序的 理能力的一个标尺和潜能的度量。

并提供高效率的运算。 基础上，可以调节问题规模大小N(矩阵

至目前为止， Linpack还是广泛地应用于 大小)、使用到的CPU数目、使用各种优 测试过程

解各种数学和工程问题。也由于它高效率的 化方法等来执行该测试程序，以获取最 硬件准备

运算，使得其它几种数学软件例如 IMSL、 佳的性能。HPL采用高斯消元法求解线性 准备硬件平台的配置，升级到最新的

MATLAB纷纷加以引用来处理矩阵问题， 所 方程组。当求解问题规模为N时，浮点运 BIOS、BMC等版本，调整对性能有影响的

以足见其在科学计算上有举足轻重的地位。 3 2

算次数为(2/3 * N－2*N)。因此，只 参数设置。

要给出问题规模N，测得系统计算时间T， 软件准备

Linpack性能测试基准