JP3348445B2 - 並列計算機のシミュレーション方法およびシミュレータ - Google Patents
並列計算機のシミュレーション方法およびシミュレータInfo
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- JP3348445B2 JP3348445B2 JP21188492A JP21188492A JP3348445B2 JP 3348445 B2 JP3348445 B2 JP 3348445B2 JP 21188492 A JP21188492 A JP 21188492A JP 21188492 A JP21188492 A JP 21188492A JP 3348445 B2 JP3348445 B2 JP 3348445B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、並列計算機のシミュレ
ーション方法に関する。従来から、計算機システムの処
理能力を向上させるために、複数個のプロセッサを、例
えば、ネットワークで結合し、メッセージ通信を行いな
がら、各プロセッサがアプリケーションプログラムを実
行する並列計算機が知られている。
ーション方法に関する。従来から、計算機システムの処
理能力を向上させるために、複数個のプロセッサを、例
えば、ネットワークで結合し、メッセージ通信を行いな
がら、各プロセッサがアプリケーションプログラムを実
行する並列計算機が知られている。
【０００２】かかるメッセージ通信を基本とした並列計
算機において、全体の処理能力を向上させるためには、
どの部分をどのような性能とすればよいかが知りたくな
る。従って、該メッセージ通信を基本とした並列計算機
の通信性能, 演算性能を色々と変えて、全体の処理能力
が評価できるシミュレーション方法が必要とされる。
算機において、全体の処理能力を向上させるためには、
どの部分をどのような性能とすればよいかが知りたくな
る。従って、該メッセージ通信を基本とした並列計算機
の通信性能, 演算性能を色々と変えて、全体の処理能力
が評価できるシミュレーション方法が必要とされる。
【０００３】
【従来の技術】図３は、並列計算機の構成例を示した図
である。複数個のプロセッサ 10,11, 〜がネットワーク
20 を介して接続されている並列計算機では、該ネット
ワーク 20 を介してメッセージ通信を行いながら、各プ
ロセッサ 10,11, 〜が並列に、アプリケーションプログ
ラム (ユーザプログラム) を実行する。
である。複数個のプロセッサ 10,11, 〜がネットワーク
20 を介して接続されている並列計算機では、該ネット
ワーク 20 を介してメッセージ通信を行いながら、各プ
ロセッサ 10,11, 〜が並列に、アプリケーションプログ
ラム (ユーザプログラム) を実行する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる並列計算機 1に
おいて、別の並列計算機で動作するアプリケーションプ
ログラムを実行したときの演算性能や, 通信時間を予測
する場合、該別の並列計算機での該アプリケーションプ
ログラムの演算時間や, 通信時間などの割合 (％) か
ら、該並列計算機の演算性能や, 通信性能を予測してい
た為、精度のよい評価ができないとか、任意の演算性能
や通信性能を備えた並列計算機を簡単に得ることができ
ない等の問題があった。
おいて、別の並列計算機で動作するアプリケーションプ
ログラムを実行したときの演算性能や, 通信時間を予測
する場合、該別の並列計算機での該アプリケーションプ
ログラムの演算時間や, 通信時間などの割合 (％) か
ら、該並列計算機の演算性能や, 通信性能を予測してい
た為、精度のよい評価ができないとか、任意の演算性能
や通信性能を備えた並列計算機を簡単に得ることができ
ない等の問題があった。
【０００５】本発明は上記従来の欠点に鑑み、該並列計
算機でアプリケーションプログラム(ユーザプログラム)
を実行したときのトレース情報を蓄積し、該蓄積した
トレース情報を元に、シミュレーションを行って、任意
の演算性能や, 通信性能を持つ並列計算機の性能を精密
に求めることができるシミュレーション方法を提供する
ことを目的とするものである。
算機でアプリケーションプログラム(ユーザプログラム)
を実行したときのトレース情報を蓄積し、該蓄積した
トレース情報を元に、シミュレーションを行って、任意
の演算性能や, 通信性能を持つ並列計算機の性能を精密
に求めることができるシミュレーション方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１，図２は、本発明の
原理説明図であり、(a) はアプリケーションプログラム
(ユーザプログラム) の実行例を示し、(b) はシミュレ
ータの実行例を示し、(c) はトレース情報の例を示して
いる。上記の問題点は下記の如くに構成した並列計算機
のシミュレーション方法およびシミュレータによって解
決される。
原理説明図であり、(a) はアプリケーションプログラム
(ユーザプログラム) の実行例を示し、(b) はシミュレ
ータの実行例を示し、(c) はトレース情報の例を示して
いる。上記の問題点は下記の如くに構成した並列計算機
のシミュレーション方法およびシミュレータによって解
決される。
【０００７】(1) 並列計算機のシミュレーション方法で
あって、複数のプロセッサ 10,11, 〜からなり、各プロ
セッサ間でメッセージ通信を行いながらプログラムを並
列に実行する並列計算機１において、プログラム実行時
にトレース情報を蓄積した後、シミュレータを各プロセ
ッサ 10,11, 〜で実行し、各々トレース情報を、プロセ
ッサ 10,11, 〜の演算性能およびまたは通信性能に対応
して書き換えながら、メッセージに代わるメッセージ送
信時刻情報をやりとりしてシミュレーションを行う。
あって、複数のプロセッサ 10,11, 〜からなり、各プロ
セッサ間でメッセージ通信を行いながらプログラムを並
列に実行する並列計算機１において、プログラム実行時
にトレース情報を蓄積した後、シミュレータを各プロセ
ッサ 10,11, 〜で実行し、各々トレース情報を、プロセ
ッサ 10,11, 〜の演算性能およびまたは通信性能に対応
して書き換えながら、メッセージに代わるメッセージ送
信時刻情報をやりとりしてシミュレーションを行う。
【０００８】(2) 前記(1) におけるシミュレータであ
って、送信開始時刻(lib in time) において、前回の送
信終了時刻(lib out time)と設定した演算時間(D) と送
信時間(A,B,C) とに基づき、次のメッセージ送信時刻
と送信終了時刻(lib out time)と送信開始時刻(lib in
time) とを算出し、該メッセージ送信時刻を送信先に
通知するとともに、送信終了時刻(lib out time)と送信
開始時刻(lib in time)とを前記算出した時刻に書き換
えてシミュレーションを行い、受信開始時刻(lib out t
ime)において、前回の受信終了時刻(lib out time)と設
定した演算時間(H) と受信時間(E,F,G) とに基づき、次
の受信終了時刻(lib out time)と受信開始時刻(lib in
time) とを算出し、受信開始時刻と受信終了時刻とを前
記算出した時刻に書き換えてシミュレーションを行うよ
うに構成する。
って、送信開始時刻(lib in time) において、前回の送
信終了時刻(lib out time)と設定した演算時間(D) と送
信時間(A,B,C) とに基づき、次のメッセージ送信時刻
と送信終了時刻(lib out time)と送信開始時刻(lib in
time) とを算出し、該メッセージ送信時刻を送信先に
通知するとともに、送信終了時刻(lib out time)と送信
開始時刻(lib in time)とを前記算出した時刻に書き換
えてシミュレーションを行い、受信開始時刻(lib out t
ime)において、前回の受信終了時刻(lib out time)と設
定した演算時間(H) と受信時間(E,F,G) とに基づき、次
の受信終了時刻(lib out time)と受信開始時刻(lib in
time) とを算出し、受信開始時刻と受信終了時刻とを前
記算出した時刻に書き換えてシミュレーションを行うよ
うに構成する。
【０００９】(3) 前記(2) において、受信開始時刻(lib
in time) から実行される前処理終了後に発行されるメ
ッセージ受信要求時刻と、前記受信したメッセージ送
信時刻の何れか遅い時刻をメッセージ受信時刻とし
てシミュレーションを行うように構成する。
in time) から実行される前処理終了後に発行されるメ
ッセージ受信要求時刻と、前記受信したメッセージ送
信時刻の何れか遅い時刻をメッセージ受信時刻とし
てシミュレーションを行うように構成する。
【００１０】(4) 前記(2) において、送信および受信の
終了時刻(lib out time)から開始時刻(lib in time) ま
でをそれぞれ演算時間とし、該演算時間に基づいて任意
の演算性能をもったプロセッサにおける演算時間を求め
てシミュレーションを行うように構成する。
終了時刻(lib out time)から開始時刻(lib in time) ま
でをそれぞれ演算時間とし、該演算時間に基づいて任意
の演算性能をもったプロセッサにおける演算時間を求め
てシミュレーションを行うように構成する。
【００１１】(5) 前記(2) において、トレース情報中の
メッセージ送信量に応じて送信時間および受信時間を計
算して書き換えるように構成する。
メッセージ送信量に応じて送信時間および受信時間を計
算して書き換えるように構成する。
【００１２】(6) 並列計算機のシミュレーション方法で
あって、複数のプロセッサ 10,11, 〜の実行を一つプロ
セッサが仮想的に実行して、トレース情報を蓄積し、
そのトレース情報を元に、物理的なプロセッサの台数
より多いプロセッサを持つ並列計算機の性能を予測する
ように構成する。
あって、複数のプロセッサ 10,11, 〜の実行を一つプロ
セッサが仮想的に実行して、トレース情報を蓄積し、
そのトレース情報を元に、物理的なプロセッサの台数
より多いプロセッサを持つ並列計算機の性能を予測する
ように構成する。
【００１３】(7) 並列計算機のシミュレーション方法で
あって、複数のプロセッサ 10,11, 〜からなり、メッセ
ージ通信を基本とした並列計算機 1において、ユーザプ
ログラムを実行した時のトレース情報を蓄積した後、
各プロセッサ 10,11, 〜でシミュレータを実行して、そ
のトレース情報を書き換えてシミュレーションする
際、該ユーザプログラムを実行した並列計算機 1と同じ
実行パラメータを持つモデル条件で、該トレース情報
を補正して、該トレースによるオーバヘッドのないトレ
ース情報’を求めて、性能評価を行うように構成す
る。
あって、複数のプロセッサ 10,11, 〜からなり、メッセ
ージ通信を基本とした並列計算機 1において、ユーザプ
ログラムを実行した時のトレース情報を蓄積した後、
各プロセッサ 10,11, 〜でシミュレータを実行して、そ
のトレース情報を書き換えてシミュレーションする
際、該ユーザプログラムを実行した並列計算機 1と同じ
実行パラメータを持つモデル条件で、該トレース情報
を補正して、該トレースによるオーバヘッドのないトレ
ース情報’を求めて、性能評価を行うように構成す
る。
【００１４】(8) 前記(2) において、バリア同期機能を
備えた並列計算機の場合は、最も遅くバリア同期要求を
行ったプロセッサによるバリア同期時刻を求め、バリア
同期の成立時刻とするように構成する。
備えた並列計算機の場合は、最も遅くバリア同期要求を
行ったプロセッサによるバリア同期時刻を求め、バリア
同期の成立時刻とするように構成する。
【００１５】
【作用】即ち、本発明においては、メッセージ通信を基
本とした並列計算機の各プロセッサにおいて、アプリケ
ーションプログラムであるユーザプログラムを実行し、
そのとき、図１(c) に示した如き、メッセージ送信開始
時刻, メッセージ送信情報｛例えば、送信先のプロセッ
サ番号と、メッセージのサイズ (バイト数) ｝、メッセ
ージ送信終了時刻, メッセージ受信開始時刻, メッセー
ジ受信情報｛例えば、送信元のプロセッサ番号と、メッ
セージのサイズ (バイト数) ｝、メッセージ受信終了時
刻等をトレース情報として蓄積しておき、同じ並列計
算機の各プロセッサに、本発明のシミュレータをローデ
ィングして、該トレース情報を読み出し、例えば、メ
ッセージ送信開始時のシミュレーションを行う場合に
は、 演算時間(computation time)＝｛メッセージ送信開始
時刻(trace time)-以前のメッセージ送信終了時刻(lib
in time) ｝／プロセッサの演算速度(cpu speedup) メッセージ送信開始時刻(lib in time)=以前のメッセー
ジ送信終了時刻(libout time)＋演算時間(computation
time) メッセージ送信時刻(send time) ＝メッセージ送信開
始時刻(lib in time)+メッセージ送信開始時間(send pr
olog time)Ａ＋転送単位当たりの送信メッセージ時間(s
end msg time) ×メッセージサイズ (バイト) Ｂ メッセージ送信終了時刻(lib out time)= メッセージ送
信時刻(send time）＋送信終了時間(send epilog tim
e)Ｃ を計算し、該計算したメッセージ送信時刻(send time)
を送信先のプロセッサに送信する。又、メッセージ送
信開始時刻(trace time)を、上記 lib in timeに変更
し、メッセージ送信終了時刻を上記 lib out time に変
更する。
本とした並列計算機の各プロセッサにおいて、アプリケ
ーションプログラムであるユーザプログラムを実行し、
そのとき、図１(c) に示した如き、メッセージ送信開始
時刻, メッセージ送信情報｛例えば、送信先のプロセッ
サ番号と、メッセージのサイズ (バイト数) ｝、メッセ
ージ送信終了時刻, メッセージ受信開始時刻, メッセー
ジ受信情報｛例えば、送信元のプロセッサ番号と、メッ
セージのサイズ (バイト数) ｝、メッセージ受信終了時
刻等をトレース情報として蓄積しておき、同じ並列計
算機の各プロセッサに、本発明のシミュレータをローデ
ィングして、該トレース情報を読み出し、例えば、メ
ッセージ送信開始時のシミュレーションを行う場合に
は、 演算時間(computation time)＝｛メッセージ送信開始
時刻(trace time)-以前のメッセージ送信終了時刻(lib
in time) ｝／プロセッサの演算速度(cpu speedup) メッセージ送信開始時刻(lib in time)=以前のメッセー
ジ送信終了時刻(libout time)＋演算時間(computation
time) メッセージ送信時刻(send time) ＝メッセージ送信開
始時刻(lib in time)+メッセージ送信開始時間(send pr
olog time)Ａ＋転送単位当たりの送信メッセージ時間(s
end msg time) ×メッセージサイズ (バイト) Ｂ メッセージ送信終了時刻(lib out time)= メッセージ送
信時刻(send time）＋送信終了時間(send epilog tim
e)Ｃ を計算し、該計算したメッセージ送信時刻(send time)
を送信先のプロセッサに送信する。又、メッセージ送
信開始時刻(trace time)を、上記 lib in timeに変更
し、メッセージ送信終了時刻を上記 lib out time に変
更する。
【００１６】このとき、シミュレータ側で、上記プロセ
ッサの演算速度(cpu speedup),メッセージ送信開始時間
(send prolog time)Ａ, 転送単位当たりの送信メッセー
ジ時間(send msg time),送信終了時間(send epilog tim
e)Ｃ等を、操作者の指示に基づいて任意に設定すること
により、任意の演算時間、任意のメッセージ転送時間を
備えた並列計算機を得ることができる。
ッサの演算速度(cpu speedup),メッセージ送信開始時間
(send prolog time)Ａ, 転送単位当たりの送信メッセー
ジ時間(send msg time),送信終了時間(send epilog tim
e)Ｃ等を、操作者の指示に基づいて任意に設定すること
により、任意の演算時間、任意のメッセージ転送時間を
備えた並列計算機を得ることができる。
【００１７】又、所望の性能の並列計算機を得る為に
は、どの処理時間をどのように変更すればよいかを予測
することができる。又、複数の仮想プロセッサを、該並
列計算機の一つの実プロセッサで実行し、該仮想プロセ
ッサ毎のトレース情報を蓄積し、該蓄積されたトレース
情報を各実プロセッサのトレース情報として、上記と同
じようなシミュレーションをすることにより、物理的な
プロセッサ台数より多い台数の並列計算機の性能を予測
することができる。
は、どの処理時間をどのように変更すればよいかを予測
することができる。又、複数の仮想プロセッサを、該並
列計算機の一つの実プロセッサで実行し、該仮想プロセ
ッサ毎のトレース情報を蓄積し、該蓄積されたトレース
情報を各実プロセッサのトレース情報として、上記と同
じようなシミュレーションをすることにより、物理的な
プロセッサ台数より多い台数の並列計算機の性能を予測
することができる。
【００１８】従って、本発明による並列計算機のシミュ
レーション方法によれば、ユーザプログラムを実行した
ときの、所定のトレース情報を読み出し、所定の値に
書き換え、仮想的な演算性能, 通信性能を設定するだけ
で、任意の性能を備えた並列計算機を求めることができ
る。又、該シミュレーション方法では、トレース情報
を読み出し、書き換えるだけであるので、高速にシミュ
レーションすることができる。又、シミュレーション後
の、該書き換えたトレース情報により、該並列計算機
の性能を解析することができる。又、該並列計算機シス
テムの備えている物理的なプロセッサ台数より多い台数
の性能を予測することができる。更に、該並列計算機と
同じ諸元をもつモデル (補正トレース情報')でシミュ
レーションすることにより、トレースによるオーバヘッ
ド (具体的には、時間遅れ) のない並列計算機の性能解
析を行うことができる。
レーション方法によれば、ユーザプログラムを実行した
ときの、所定のトレース情報を読み出し、所定の値に
書き換え、仮想的な演算性能, 通信性能を設定するだけ
で、任意の性能を備えた並列計算機を求めることができ
る。又、該シミュレーション方法では、トレース情報
を読み出し、書き換えるだけであるので、高速にシミュ
レーションすることができる。又、シミュレーション後
の、該書き換えたトレース情報により、該並列計算機
の性能を解析することができる。又、該並列計算機シス
テムの備えている物理的なプロセッサ台数より多い台数
の性能を予測することができる。更に、該並列計算機と
同じ諸元をもつモデル (補正トレース情報')でシミュ
レーションすることにより、トレースによるオーバヘッ
ド (具体的には、時間遅れ) のない並列計算機の性能解
析を行うことができる。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面によって詳述す
る。前述の図１は、本発明の原理説明図であり、図２
は、本発明の一実施例をシミュレーションモデルで説明
する図であり、(a) は送信, 受信モデルを示し、(b) は
バリアモデルを示している。
る。前述の図１は、本発明の原理説明図であり、図２
は、本発明の一実施例をシミュレーションモデルで説明
する図であり、(a) は送信, 受信モデルを示し、(b) は
バリアモデルを示している。
【００２０】本発明においては、複数のプロセッサ 10,
11, 〜からなり、メッセージ通信を基本とした並列計算
機 1において、ユーザプログラムの実行時に、メッセー
ジ送信開始時刻, メッセージ送信終了時刻、送信メッセ
ージの送信先, サイズ、メッセージ受信開始時刻, メッ
セージ受信終了時刻、受信メッセージの送信元, サイ
ズ、バリア同期開始時刻, バリア同期終了時刻等をトレ
ース情報として蓄積した後、各プロセッサ 10,11, 〜
でシミュレータを実行し、そのトレース情報を、該シ
ミュレータの実行諸元に基づいて書き換え、通信時間,
或いは、通信以外の演算時間等を求めて、該並列計算機
の性能を評価する手段が、本発明を実施するのに必要な
手段である。尚、全図を通して同じ符号は同じ対象物を
示している。
11, 〜からなり、メッセージ通信を基本とした並列計算
機 1において、ユーザプログラムの実行時に、メッセー
ジ送信開始時刻, メッセージ送信終了時刻、送信メッセ
ージの送信先, サイズ、メッセージ受信開始時刻, メッ
セージ受信終了時刻、受信メッセージの送信元, サイ
ズ、バリア同期開始時刻, バリア同期終了時刻等をトレ
ース情報として蓄積した後、各プロセッサ 10,11, 〜
でシミュレータを実行し、そのトレース情報を、該シ
ミュレータの実行諸元に基づいて書き換え、通信時間,
或いは、通信以外の演算時間等を求めて、該並列計算機
の性能を評価する手段が、本発明を実施するのに必要な
手段である。尚、全図を通して同じ符号は同じ対象物を
示している。
【００２１】以下、図１の原理説明図, 及び、図２のシ
ミュレーションモデルを用いて、本発明の並列計算機に
おけるシミュレーション方法を説明する。前述のよう
に、本発明においては、該シミュレーション対象の並列
計算機 1を構成している各プロセッサ 10,11, 〜上でユ
ーザプログラム (アプリケーションプログラム) を実行
したとき、図１(c) に示したトレース情報を、図示さ
れていない記憶装置に蓄積しておく。
ミュレーションモデルを用いて、本発明の並列計算機に
おけるシミュレーション方法を説明する。前述のよう
に、本発明においては、該シミュレーション対象の並列
計算機 1を構成している各プロセッサ 10,11, 〜上でユ
ーザプログラム (アプリケーションプログラム) を実行
したとき、図１(c) に示したトレース情報を、図示さ
れていない記憶装置に蓄積しておく。
【００２２】そして、本発明のシミュレータは、該トレ
ース情報を、操作者の指示に基づく該並列計算機の実
行諸元に基づいて書き換えながら実行を行う。このとき
の、該シミュレーションのモデルとして、図２(a) に示
した送信，受信モデルを考える。このモデルでは、ネッ
トワーク 20 による遅延は考えないものとするが、該ネ
ットワーク 20 の遅延を考慮したシミュレーションも、
本発明のシミュレータで容易に実行することができる。
ース情報を、操作者の指示に基づく該並列計算機の実
行諸元に基づいて書き換えながら実行を行う。このとき
の、該シミュレーションのモデルとして、図２(a) に示
した送信，受信モデルを考える。このモデルでは、ネッ
トワーク 20 による遅延は考えないものとするが、該ネ
ットワーク 20 の遅延を考慮したシミュレーションも、
本発明のシミュレータで容易に実行することができる。
【００２３】先ず、各トレース情報に対して、以下の
処理を行う。 メッセージ送信開始時のシミュレーション：メッセージ
送信開始時刻をトレースタイム(trace time)として、以
下の時刻の計算する。このとき、送信メッセージの送信
先とサイズ(msg sise)の情報も使用する。尚、下記の計
算式の最初の式の lib out time は、以前の送信終了,
受信終了, バリア同期終了の時刻である。
処理を行う。 メッセージ送信開始時のシミュレーション：メッセージ
送信開始時刻をトレースタイム(trace time)として、以
下の時刻の計算する。このとき、送信メッセージの送信
先とサイズ(msg sise)の情報も使用する。尚、下記の計
算式の最初の式の lib out time は、以前の送信終了,
受信終了, バリア同期終了の時刻である。
【００２４】演算時間(computation time)＝｛メッセ
ージ送信開始時刻(trace time)−以前のメッセージ送信
終了時刻(lib out time)｝／プロセッサの演算速度(cpu
speedup) メッセージ送信開始時刻(lib in time)=以前のメッセー
ジ送信終了時刻(lib out time)＋演算時間(computation
time) メッセージ送信時刻(send time) ＝メッセージ送信開
始時刻(lib in time)+送信開始時間(send prolog time)
Ａ＋転送単位当たりの送信メッセージ時間(send msg ti
me) ×メッセージサイズ (バイト) Ｂ メッセージ送信終了時刻(lib out time)= メッセージ送
信時刻(send time）＋送信終了時間(send epilog tim
e)Ｃ メッセージ通信をしている場合には、上記メッセージ送
信時刻(send time) を送信先のプロセッサ 10,11, 〜
に送信する。そして、上記トレースタイム(trace time)
を上記メッセージ送信開始時刻(lib in time) に変更
し、メッセージ終了時刻を上記 lib out time に変更す
る。｛図２(a) SEND参照｝ 本発明のシミュレーションの本質は、上記の計算式にお
いて、演算時間(computation time), メッセージ送信
開始時刻(lib in time),メッセージ送信時刻(send tim
e) , メッセージ送信終了時刻(lib out time)の計算
を行う際に、操作者からの指示に基づいて、例えば、上
記計算式上のプロセッサの演算速度(cpu speedup),送信
開始時間(send prolog time)Ａ, 転送単位当たりの送信
メッセージ時間(send msg time),送信終了時間(send ep
ilog time)Ｃを、操作者からの指示に基づいて、任意の
値に設定することにより、任意の演算性能, 通信性能の
並列計算機を得ることができるところにある。｛請求項
１，２，４，７に記載の発明に対応する｝ メッセージ受信開始時のシミュレーション：同様に、メ
ッセージ受信開始時のシミュレーションについても、メ
ッセージ受信開始時刻をトレースタイム(trace time)と
して、以下の時刻の計算する。このとき、受信メッセー
ジの送信元とサイズ(msg sise)の情報も使用する。
ージ送信開始時刻(trace time)−以前のメッセージ送信
終了時刻(lib out time)｝／プロセッサの演算速度(cpu
speedup) メッセージ送信開始時刻(lib in time)=以前のメッセー
ジ送信終了時刻(lib out time)＋演算時間(computation
time) メッセージ送信時刻(send time) ＝メッセージ送信開
始時刻(lib in time)+送信開始時間(send prolog time)
Ａ＋転送単位当たりの送信メッセージ時間(send msg ti
me) ×メッセージサイズ (バイト) Ｂ メッセージ送信終了時刻(lib out time)= メッセージ送
信時刻(send time）＋送信終了時間(send epilog tim
e)Ｃ メッセージ通信をしている場合には、上記メッセージ送
信時刻(send time) を送信先のプロセッサ 10,11, 〜
に送信する。そして、上記トレースタイム(trace time)
を上記メッセージ送信開始時刻(lib in time) に変更
し、メッセージ終了時刻を上記 lib out time に変更す
る。｛図２(a) SEND参照｝ 本発明のシミュレーションの本質は、上記の計算式にお
いて、演算時間(computation time), メッセージ送信
開始時刻(lib in time),メッセージ送信時刻(send tim
e) , メッセージ送信終了時刻(lib out time)の計算
を行う際に、操作者からの指示に基づいて、例えば、上
記計算式上のプロセッサの演算速度(cpu speedup),送信
開始時間(send prolog time)Ａ, 転送単位当たりの送信
メッセージ時間(send msg time),送信終了時間(send ep
ilog time)Ｃを、操作者からの指示に基づいて、任意の
値に設定することにより、任意の演算性能, 通信性能の
並列計算機を得ることができるところにある。｛請求項
１，２，４，７に記載の発明に対応する｝ メッセージ受信開始時のシミュレーション：同様に、メ
ッセージ受信開始時のシミュレーションについても、メ
ッセージ受信開始時刻をトレースタイム(trace time)と
して、以下の時刻の計算する。このとき、受信メッセー
ジの送信元とサイズ(msg sise)の情報も使用する。
【００２５】演算時間(computation time)＝｛メッセー
ジ受信開始時刻(trace time)−以前のメッセージ受信終
了時刻(lib out time)｝／プロセッサの演算速度(cpu s
peedup) メッセージ受信開始時刻(lib in time)=以前のメッセー
ジ受信終了時刻(lib in time) ＋演算時間(computation
time) メッセージ受信待ち時間 (メッセージ受信要求時刻)(re
cv wait time) ＝メッセージ受信開始時刻(lib in ti
me)+メッセージ受信開始時間(recv prolog time)Ｅ メッセージ受信時刻(recv time) ＝最大(max) ｛メッ
セージ受信要求時刻+ メッセージ待ち時間(message w
ait time) Ｆ, メッセージ送信時刻(send time) ｝ メッセージ受信終了時刻(lib out time)= メッセージ受
信時刻(recv time) + 転送単位当たりの受信メッセー
ジ時間(recv msg time) ×メッセージサイズ (バイト)
Ｇ＋メッセージ受信終了時間(recv epilog time)Ｈ メッセージを受信している場合には、上記メッセージ送
信時間(send time) を送信元プロセッサから受信す
る。そして、メッセージ受信開始時刻を、上記 lib in
timeに変更し、メッセージ受信終了時刻を、上記 lib o
ut time に変更する。｛図２(a) RECV参照｝ 上記計算を行う際に、操作者からの指示に基づいて、例
えば、上記計算式上のプロセッサの演算速度(cpu speed
up),メッセージ受信開始時間(recv prolog time)Ｅ, メ
ッセージ転送単位当たりの送信メッセージ時間(send ms
g time),メッセージ受信終了時間(recv epilog time)Ｈ
を、操作者からの指示に基づいて、任意の値に設定する
ことにより、受信側のプロセッサに関して、任意の演算
性能, 通信性能の並列計算機を得ることができる。
ジ受信開始時刻(trace time)−以前のメッセージ受信終
了時刻(lib out time)｝／プロセッサの演算速度(cpu s
peedup) メッセージ受信開始時刻(lib in time)=以前のメッセー
ジ受信終了時刻(lib in time) ＋演算時間(computation
time) メッセージ受信待ち時間 (メッセージ受信要求時刻)(re
cv wait time) ＝メッセージ受信開始時刻(lib in ti
me)+メッセージ受信開始時間(recv prolog time)Ｅ メッセージ受信時刻(recv time) ＝最大(max) ｛メッ
セージ受信要求時刻+ メッセージ待ち時間(message w
ait time) Ｆ, メッセージ送信時刻(send time) ｝ メッセージ受信終了時刻(lib out time)= メッセージ受
信時刻(recv time) + 転送単位当たりの受信メッセー
ジ時間(recv msg time) ×メッセージサイズ (バイト)
Ｇ＋メッセージ受信終了時間(recv epilog time)Ｈ メッセージを受信している場合には、上記メッセージ送
信時間(send time) を送信元プロセッサから受信す
る。そして、メッセージ受信開始時刻を、上記 lib in
timeに変更し、メッセージ受信終了時刻を、上記 lib o
ut time に変更する。｛図２(a) RECV参照｝ 上記計算を行う際に、操作者からの指示に基づいて、例
えば、上記計算式上のプロセッサの演算速度(cpu speed
up),メッセージ受信開始時間(recv prolog time)Ｅ, メ
ッセージ転送単位当たりの送信メッセージ時間(send ms
g time),メッセージ受信終了時間(recv epilog time)Ｈ
を、操作者からの指示に基づいて、任意の値に設定する
ことにより、受信側のプロセッサに関して、任意の演算
性能, 通信性能の並列計算機を得ることができる。
【００２６】又、上記の計算式において、メッセージ受
信時刻(recv time) は、送信側プロセッサによるメッ
セージ送信時刻と、受信側プロセッサでのメッセージ
受信要求時刻とを比較して、その遅い方の時刻を、受
信側プロセッサでのメッセージ受信時刻としてシミュ
レーションすることを意味しており、請求項３に記載の
発明に対応する。そして、上記メッセージ受信要求時刻
とメッセージ受信時刻との間が、図２(a) におい
て、メッセージ待ち時間(message wait time) Ｆであ
る。
信時刻(recv time) は、送信側プロセッサによるメッ
セージ送信時刻と、受信側プロセッサでのメッセージ
受信要求時刻とを比較して、その遅い方の時刻を、受
信側プロセッサでのメッセージ受信時刻としてシミュ
レーションすることを意味しており、請求項３に記載の
発明に対応する。そして、上記メッセージ受信要求時刻
とメッセージ受信時刻との間が、図２(a) におい
て、メッセージ待ち時間(message wait time) Ｆであ
る。
【００２７】バリア同期開始時のシミュレーション：本
並列計算機システムが、バリア同期機能を備えている場
合には、該バリア同期開始時刻を trace time として、
以下の時刻, 時間を計算して、バリア同期のシミュレー
ションを行う。
並列計算機システムが、バリア同期機能を備えている場
合には、該バリア同期開始時刻を trace time として、
以下の時刻, 時間を計算して、バリア同期のシミュレー
ションを行う。
【００２８】該バリア同期は、各プロセッサ 10,11, 〜
がバリア同期要求を出すことにより、全てのプロセッサ
10,11, 〜の内、最も、遅いバリア同期要求を出したプ
ロセッサのバリア同期開始時刻(barrier time)で、バリ
アが成立して、次の動作が始められるようにする機能で
ある。該バリア同期開始時刻(barrier time)を求めると
き、以下の lib in timeを使用する。
がバリア同期要求を出すことにより、全てのプロセッサ
10,11, 〜の内、最も、遅いバリア同期要求を出したプ
ロセッサのバリア同期開始時刻(barrier time)で、バリ
アが成立して、次の動作が始められるようにする機能で
ある。該バリア同期開始時刻(barrier time)を求めると
き、以下の lib in timeを使用する。
【００２９】演算時間(computation time)＝｛バリア同
期開始時刻(trace time)−以前のバリア同期終了時刻(l
ib out time)｝／プロセッサの演算速度(cpu speedup) バリア同期開始時刻(lib in time)=以前のバリア同期終
了時刻(lib out time)＋演算時間(computation time) バリア同期終了時刻(lib out time)= バリア同期オーバ
ヘッド時間(barrier overhead time) Ｊ＋バリア待ち時
間 (一番最後にバリア要求をしたプロセッサ迄の時間)
(barrier wait time)Ｉ そして、バリア同期開始時刻を、上記 lib in timeに変
更し、バリア同期終了時刻を lib out time に変更し、
該プロセッサの演算速度(cpu speedup), バリア同期オ
ーバヘッド時間(barrier overhead time) Ｊ，バリア待
ち時間 (一番最後にバリア要求をしたプロセッサによる
バリア同期開始時刻迄の時間)(barrierwait time)Ｉ
を、操作者からの指示に基づいて、種々の値に変更して
シミュレーションすることで、任意のバリア同期性能を
備えたプロセッサを得ることができる。｛請求項８に記
載の発明に対応する｝ 上記のシミュレーション方法においては、並列計算機シ
ステムを構成している物理的なプロセッサ 10,11, 〜の
台数より多い台数のプロセッサを備えた並列計算機の性
能を予測することができなかったが、図１(a) で、点線
で示したプロセッサ 10aにおいて、複数の仮想プロセッ
サ 10bでのユーザプログラムを実行して、各仮想プログ
ラム 10b毎のトレース情報を蓄積することで、該物理
的な実際のプログラムの台数より多い台数のプロセッサ
を備えた並列計算機の性能を予測することができる。
｛請求項５に記載の発明に対応する。｝ 又、並列計算機の各プロセッサ 10,11, 〜で、トレース
情報を蓄積する際、各時間, 時刻には、トレース時間
が含まれており、トレースのオーバヘッドを含んだシミ
ュレーションを行ったことになるが、該トレース情報
をユーザプログラムを実行した並列計算機の各プロセッ
サ 10,11, 〜が持つ、実際の時間, 時刻に変更して、該
オーバヘッドのないトレース情報' を求めてシミュレ
ーションすることにより、該トレースによるオーバヘッ
ドのないシミュレーションを行うことができる。｛請求
項６に記載の発明に対応する。｝ 又、複数のプロセッサ 10,11, 〜を備え、メッセージ通
信を基本とした並列計算機 1において、各プロセッサ 1
0,11, 〜でユーザプログラムの実行時に、トレース情報
を蓄積した後、各プロセッサ 10,11, 〜でシミュレー
タを実行し、そのトレース情報を、該シミュレータの
実行諸元に基づいて書き換えてシミュレーションを行う
ことにより、任意の演算性能と，任意の通信性能を持つ
並列計算機を得ることができる。｛請求項７に記載の発
明に対応する。｝ このように、本発明の並列計算機のシミュレーション方
法は、該シミュレーション対象の並列計算機の各プロセ
ッサ 10,11, 〜において、ユーザプログラム (アプリケ
ーションプログラム) を実行し、そのとき、メッセージ
送信開始時刻,メッセージ送信終了時刻、送受信メッセ
ージの送受信先, メッセージのサイズといった、実行諸
元をトレース情報として蓄積しておき、同じ並列計算
機の各プロセッサで、本発明のシミュレータを実行する
際、該実行諸元から、演算時間、メッセージ送受信時間
等を計算し、上記メッセージ送信開始時刻, メッセージ
送信終了時刻等のトレース情報を、任意に書き換える
ことで、仮想的な演算性能と通信性能から、システム全
体の性能を任意, 且つ、精密に求めることができ、該並
列計算機を設計するときに、どこの時刻, 時間をどうす
ればよいかを、短時間で求めることができる。
期開始時刻(trace time)−以前のバリア同期終了時刻(l
ib out time)｝／プロセッサの演算速度(cpu speedup) バリア同期開始時刻(lib in time)=以前のバリア同期終
了時刻(lib out time)＋演算時間(computation time) バリア同期終了時刻(lib out time)= バリア同期オーバ
ヘッド時間(barrier overhead time) Ｊ＋バリア待ち時
間 (一番最後にバリア要求をしたプロセッサ迄の時間)
(barrier wait time)Ｉ そして、バリア同期開始時刻を、上記 lib in timeに変
更し、バリア同期終了時刻を lib out time に変更し、
該プロセッサの演算速度(cpu speedup), バリア同期オ
ーバヘッド時間(barrier overhead time) Ｊ，バリア待
ち時間 (一番最後にバリア要求をしたプロセッサによる
バリア同期開始時刻迄の時間)(barrierwait time)Ｉ
を、操作者からの指示に基づいて、種々の値に変更して
シミュレーションすることで、任意のバリア同期性能を
備えたプロセッサを得ることができる。｛請求項８に記
載の発明に対応する｝ 上記のシミュレーション方法においては、並列計算機シ
ステムを構成している物理的なプロセッサ 10,11, 〜の
台数より多い台数のプロセッサを備えた並列計算機の性
能を予測することができなかったが、図１(a) で、点線
で示したプロセッサ 10aにおいて、複数の仮想プロセッ
サ 10bでのユーザプログラムを実行して、各仮想プログ
ラム 10b毎のトレース情報を蓄積することで、該物理
的な実際のプログラムの台数より多い台数のプロセッサ
を備えた並列計算機の性能を予測することができる。
｛請求項５に記載の発明に対応する。｝ 又、並列計算機の各プロセッサ 10,11, 〜で、トレース
情報を蓄積する際、各時間, 時刻には、トレース時間
が含まれており、トレースのオーバヘッドを含んだシミ
ュレーションを行ったことになるが、該トレース情報
をユーザプログラムを実行した並列計算機の各プロセッ
サ 10,11, 〜が持つ、実際の時間, 時刻に変更して、該
オーバヘッドのないトレース情報' を求めてシミュレ
ーションすることにより、該トレースによるオーバヘッ
ドのないシミュレーションを行うことができる。｛請求
項６に記載の発明に対応する。｝ 又、複数のプロセッサ 10,11, 〜を備え、メッセージ通
信を基本とした並列計算機 1において、各プロセッサ 1
0,11, 〜でユーザプログラムの実行時に、トレース情報
を蓄積した後、各プロセッサ 10,11, 〜でシミュレー
タを実行し、そのトレース情報を、該シミュレータの
実行諸元に基づいて書き換えてシミュレーションを行う
ことにより、任意の演算性能と，任意の通信性能を持つ
並列計算機を得ることができる。｛請求項７に記載の発
明に対応する。｝ このように、本発明の並列計算機のシミュレーション方
法は、該シミュレーション対象の並列計算機の各プロセ
ッサ 10,11, 〜において、ユーザプログラム (アプリケ
ーションプログラム) を実行し、そのとき、メッセージ
送信開始時刻,メッセージ送信終了時刻、送受信メッセ
ージの送受信先, メッセージのサイズといった、実行諸
元をトレース情報として蓄積しておき、同じ並列計算
機の各プロセッサで、本発明のシミュレータを実行する
際、該実行諸元から、演算時間、メッセージ送受信時間
等を計算し、上記メッセージ送信開始時刻, メッセージ
送信終了時刻等のトレース情報を、任意に書き換える
ことで、仮想的な演算性能と通信性能から、システム全
体の性能を任意, 且つ、精密に求めることができ、該並
列計算機を設計するときに、どこの時刻, 時間をどうす
ればよいかを、短時間で求めることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
並列計算機のシミュレーション方法によれば、 1) ユー
ザプログラムを実行したときに得たトレース情報を書
き換えて、仮想的な演算性能と通信性能を設定するだけ
で、システム全体の性能を精密に求めることができる。
2) シミュレーションでは、トレース情報を書き換え
るだけであるので、高速に実行することができる。 3)
シミュレーション後のトレース情報を使用して、該並
列計算機の性能解析, 予測を行うことができる。
並列計算機のシミュレーション方法によれば、 1) ユー
ザプログラムを実行したときに得たトレース情報を書
き換えて、仮想的な演算性能と通信性能を設定するだけ
で、システム全体の性能を精密に求めることができる。
2) シミュレーションでは、トレース情報を書き換え
るだけであるので、高速に実行することができる。 3)
シミュレーション後のトレース情報を使用して、該並
列計算機の性能解析, 予測を行うことができる。
【００３１】4) 並列計算機と同じ実行パラメータを持
つモデル (具体的には、トレース情報の書き換えで事
足りる) でシミュレーションすることにより、トレース
によるオーバヘッドのないトレース情報' を用いて、
該並列計算機の性能の解析, 評価を行うことができる。
つモデル (具体的には、トレース情報の書き換えで事
足りる) でシミュレーションすることにより、トレース
によるオーバヘッドのないトレース情報' を用いて、
該並列計算機の性能の解析, 評価を行うことができる。
【００３２】等の効果が得られる。
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の一実施例をシミュレーションモデルで
説明する図
説明する図
【図３】並列計算機の構成例を示した図
1 並列計算機 10,11,〜 プ
ロセッサ トレース情報 メッセージ送信時刻 メッセー
ジ受信要求時刻 メッセージ受信時刻 lib in time メッセージ送信開始時刻, メッセージ
受信開始時刻, バリア同期開始時刻 lib out time メッセージ送信終了時刻, メッセー
ジ受信終了時刻, バリア同期終了時刻 computation time 演算時間 send prolog time 送信開始時間 recv prolog time 受信開始時間 send epilog time 送信終了時間 recv epilog time 受信終了時間 send msg time 単位時間当たりの送信メッセー
ジ時間 recv msg time 単位時間当たりの受信メッセー
ジ時間 barrier wait time バリア同期待ち時間 barrier overhead time バリア同期処理のオーバ
ヘッド時間
ロセッサ トレース情報 メッセージ送信時刻 メッセー
ジ受信要求時刻 メッセージ受信時刻 lib in time メッセージ送信開始時刻, メッセージ
受信開始時刻, バリア同期開始時刻 lib out time メッセージ送信終了時刻, メッセー
ジ受信終了時刻, バリア同期終了時刻 computation time 演算時間 send prolog time 送信開始時間 recv prolog time 受信開始時間 send epilog time 送信終了時間 recv epilog time 受信終了時間 send msg time 単位時間当たりの送信メッセー
ジ時間 recv msg time 単位時間当たりの受信メッセー
ジ時間 barrier wait time バリア同期待ち時間 barrier overhead time バリア同期処理のオーバ
ヘッド時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−188536（ＪＰ，Ａ) 大庭 信之，並列ワークステーション ＴＯＰ−１の性能評価環境，情報処理学 会研究報告，日本，社団法人情報処理学 会，1990年７月18日，第90巻 第60号, 第139頁〜第144頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 11/28 G06F 15/177
Claims (8)
- 【請求項１】複数のプロセッサからなり、各プロセッサ
間でメッセージ通信を行いながらプログラムを並列に実
行する並列計算機において、プログラム実行時にトレー
ス情報を蓄積した後、シミュレータを各プロセッサで実
行し、各々トレース情報を、該プロセッサの演算性能お
よびまたは通信性能に対応して書き換えながら、メッセ
ージに代わるメッセージ送信時刻情報をやりとりしてシ
ミュレーションを行うことを特徴とする並列計算機のシ
ミュレーション方法。 - 【請求項２】請求項１におけるシミュレータであって、
送信開始時刻において、前回の送信終了時刻と設定した
演算時間と送信時間とに基づき、次のメッセージ送信時
刻と送信終了時刻と送信開始時刻とを算出し、該メッセ
ージ送信時刻を送信先に通知するとともに、送信終了時
刻と送信開始時刻とを前記算出した時刻に書き換えてシ
ミュレーションを行い、 受信開始時刻において、前回の受信終了時刻と設定した
演算時間と受信時間とに基づき、次の受信終了時刻と受
信開始時刻とを算出し、受信開始時刻と受信終了時刻と
を前記算出した時刻 に書き換えてシミュレーションを行
うことを特徴とするシミュレータ。 - 【請求項３】受信開始時刻から実行される前処理終了後
に発行されるメッセージ受信要求時刻と、前記受信した
メッセージ送信時刻の何れか遅い時刻をメッセージ受信
時刻としてシミュレーションを行うことを特徴とする請
求項２記載のシミュレータ。 - 【請求項４】送信および受信の終了時刻から開始時刻ま
でをそれぞれ演算時間とし、該演算時間に基づいて任意
の演算性能をもったプロセッサにおける演算時間を求め
てシミュレーションを行うことを特徴とする請求項２記
載のシミュレータ。 - 【請求項５】トレース情報中のメッセージ送信量に応じ
て送信時間および受信時間を計算して書き換えることを
特徴とする請求項２記載のシミュレータ。 - 【請求項６】複数のプロセッサの実行を一つプロセッサ
が仮想的に実行して、トレース情報を蓄積し、そのトレ
ース情報を元に、物理的なプロセッサの台数より多いプ
ロセッサを持つ並列計算機の性能を予測することを特徴
とする並列計算機のシミュレーション方法。 - 【請求項７】複数のプロセッサからなり、メッセージ通
信を基本とした並列計算機において、ユーザプログラム
を実行した時のトレース情報を蓄積した後、各プロセッ
サでシミュレータを実行して、そのトレース情報を書き
換えてシミュレーションする際、該ユーザプログラムを
実行した並列計算機と同じ実行パラメータを持つモデル
条件で、該トレース情報を補正して、該トレースによる
オーバヘッドのないトレース情報を求めて、性能評価を
行うことを特徴とする並列計算機のシミュレーション方
法。 - 【請求項８】バリア同期機能を備えた並列計算機の場合
は、最も遅くバリア同期要求を行ったプロセッサによる
バリア同期時刻を求め、バリア同期の成立時刻とするこ
とを特徴とする請求項２記載のシミュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21188492A JP3348445B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 並列計算機のシミュレーション方法およびシミュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21188492A JP3348445B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 並列計算機のシミュレーション方法およびシミュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659939A JPH0659939A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3348445B2 true JP3348445B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=16613228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21188492A Expired - Lifetime JP3348445B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 並列計算機のシミュレーション方法およびシミュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348445B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2728002B2 (ja) * | 1995-02-15 | 1998-03-18 | 日本電気株式会社 | 組み込みソフトウェアデバッグ支援装置 |
| JP3462064B2 (ja) * | 1998-01-23 | 2003-11-05 | 三菱電機株式会社 | 分散シミュレーションシステム |
| JP4983238B2 (ja) * | 2006-12-12 | 2012-07-25 | 富士通株式会社 | 模擬ソースプログラム生成プログラム及び装置、並びに情報処理方法 |
| JP4983332B2 (ja) | 2007-03-27 | 2012-07-25 | 富士通株式会社 | 性能評価プログラム、性能評価装置および性能評価方法 |
| US8279213B2 (en) * | 2009-12-23 | 2012-10-02 | Intel Corporation | Synchronized media processing |
| JP5708003B2 (ja) | 2011-02-14 | 2015-04-30 | 富士通株式会社 | 演算処理装置、計算ノード、並列計算機システム、演算処理方法および演算処理プログラム |
| JP6958038B2 (ja) * | 2017-07-06 | 2021-11-02 | 富士通株式会社 | シミュレーションプログラム、方法、及び装置 |
| CN111708704B (zh) * | 2020-06-19 | 2024-05-17 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 一种云真机测试方法、装置、终端及存储介质 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP21188492A patent/JP3348445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 大庭 信之，並列ワークステーションＴＯＰ−１の性能評価環境，情報処理学会研究報告，日本，社団法人情報処理学会，１９９０年７月１８日，第９０巻 第６０号，第１３９頁〜第１４４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0659939A (ja) | 1994-03-04 |
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