K1 Power Linux上Stream测试内存带宽

2024-06-07 10:09:06

K1 Power Linux上Stream测试内存带宽

本篇文章介绍在K1 Power Linux上理论内存带宽结算，实测内存带宽方法，衡量服务器的内存带宽水平。需要说明的是，对于Scale UP的Power9服务器，计算方法不相同。

预期

K1 PowerLinux 计算理论内存带宽。

双socket的Sforza（POWER9芯片一种），4通道
2(socket)*2666MHz(内存速度)*4(通道数)*8 = 170GB
双socket的Lagrange或者Monza的芯片（Power9芯片两种），8通道
2（socket）*2666MHz（内存速度）*8（通道数）*8=340GB/s

stream是可以从https://www.cs.virginia.edu/stream/FTP/Code/stream.c下载，采用如下命令来编译：

gcc -m64 -O3 -fopenmp -DSTREAM_ARRAY_SIZE=536895856 -DNTIMES=20 -mcmodel=large stream.c -o stream

536895856是个magic数字，考虑了预取的各种情况和虚地址转换的各种情况。
-DNTIMES=20 Native Linux用的多一些，运行时间比较快。
-DNTIMES=100 一般VM用的多一些，比较慢，但是可以把系统“warm-up”起来

测试脚本

ppc64_cpu --smt=off
ppc64_cpu --dscr=7
export OMP_NUM_THREADS=40
export GOMP_CPU_AFFINITY=0-159:4
./stream

ppc64_cpu --dscr=7 预取数据。
40表示总的物理核数。
0-159表示一共有160个逻辑核。
GOMP_CPU_AFFINITY 步进4这个值，在传统POWER的大核情况下，改为8。

双路总内存带宽测试结果

Function    Best Rate MB/s  Avg time     Min time     Max time
Copy:          256550.5     0.036187     0.033484     0.042544
Scale:         267920.4     0.036097     0.032063     0.052552
Add:           282230.4     0.052077     0.045656     0.070840
Triad:         283472.4     0.049402     0.045456     0.059879

内存带宽283GB/s跟理论值340GB/s相比，有83%的效率。

另外需要说明：
CPU在用4-6个core的时候就可以将内存带宽基本塞满。
CPU的主频在对内存带宽的最大值的影响不大。

双路机器一侧测试脚本：

ppc64_cpu --dscr=7
export OMP_NUM_THREADS=20
export GOMP_CPU_AFFINITY=0-79:4
./stream

双路机器一侧测试结果

Function    Best Rate MB/s  Avg time     Min time     Max time
Copy:          128566.8     0.068630     0.066816     0.076080
Scale:         133570.9     0.066048     0.064313     0.074193
Add:           141507.2     0.092190     0.091059     0.099438
Triad:         141826.6     0.091653     0.090854     0.093557

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