PCクラスタのベンチマーク
PCクラスタを作ろうと思っているのだけど、どれくらい早いの？
そんな疑問に答えるページです。
LINPACK
まず、スーパーコンピュータのランキングに使われる(Top500)ベンチマークである線形代数の行列計算の速度
マシン構成 計算能力 条件 1Core-1Node
PentiumD １台の片方のCPUのみ5.04 GFlops N=12000 NB=100 P=1 Q=1 2Cores-1Node
PentiumD １台の両方のCPU9.49 GFlops N=12000 NB=100 P=1 Q=2 8Cores-4Nodes
PentiumD ４台、合計８CPU33.18 GFlops N=28000 NB=100 P=2 Q=4
さすがに地球シミュレータの5120プロセッサを用いた35860GFlopsとは比べものにならないくらい低い値だけど、そもそも地球シミュレータでも１プロセッサあたり８GFlopsなので、健闘しているのだはないでしょうか。それより、計算機センターなど、普通に使えるスパコンが、どの程度の計算速度なのか調べて、実際にPCクラスタを作るか考えてもらいたいです。ただ、この計算環境を占有できるのは、おおきなメリットだと思います。
Gaussian
LINPACKの計算はあくまでもデモの計算なので、実際の化学計算がどれくらい速いかが重要である。Gaussiuanのテストファイルの中から、よくベンチマークに使われる入力を計算してみた。計測した時間は、実測のJOB投入前と後の実時間差である。
マシン構成 test397.com test415.com OS 2Cores-1Node 3611 sec 1601 sec Fedore Core 5 x86_64 8Cores-4Nodes 1321 sec 1146 sec CentOS 3.7 i386
この結果が早いか遅いかは、他のページや実際に現状の環境でテストしてみて比べてもらいたい。
VASP
化学系の計算プログラムGaussianに対して、物理系のVASPに関してもテスト計算をしてみました。用いた入力ファイルはbench.Hgで、こちらのページなどを参考にして下さい。OUTCARファイルの中のLOOP+の後のCPU TIMEの値を書き出しました。
マシン構成 bench.Hg CPU time 1Core-1Node 163.3 sec 2Cores-1Node 92.0 sec 8Cores-4Nodes 42.9 sec
26.7 sec
vasp_gamma -wNGZhalf
VASPのベンチマークは、CPUの数、ノードの数をいろいろ変化させて測定したので、下記グラフにまとめました。ベンチ水銀の入力ファイルはKPOINTS１点計算であるため、サンプリング点による計算の分散ができません。そのため、ネットワークがボトルネックとなって、CPU数を増やしても、計算速度の増加があまり見られません。ただ、一般的な固体結晶の計算を行なった場合は、K点のサンプリングによる並列計算は、ネットワークの負荷がほとんど無く、CPU数に比例した計算速度の増加が期待できます。
