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1 26

2 FIPP FAPP

3

4

5 I/O

6

7 LAMMPS LJ atomic fluid 32,000 atoms for 100 timesteps FX /

8 (FIPP)

9 FIPP fipp - C - d dir/ - Ihwm,call - i10 mpiexec./a.out GUI, fipppx - A - d dir/ - Ihwm,cpu,balance,call,src > fipp.txt procedure loop line

10 177 Procedures profile ************************************************************************************* 180 Application - procedures 181 ************************************************************************************* Cost % Operation (S) Barrier % Start End Application LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::eval LAMMPS_NS::Neighbor._OMP_ GI printf_fp 198 MPI % Communication (S) Start End Application LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::eval LAMMPS_NS::Neighbor._OMP_ GI printf_fp Barrier, MPI

11 GUI

12 Call graph Process 0 - Thread % <0> main [0 / 216] 0% <1> LAMMPS_NS::CiteMe::CiteMe(LAMMPS_NS::LAMMPS *) [1] 0% <1> LAMMPS_NS::LAMMPS::LAMMPS(int, char **, ompi_communicator_t *) [0 / 1] 0% <2> LAMMPS_NS::LAMMPS::post_create() [0 / 1] 0% <3> LAMMPS_NS::Input::one(const char *) [0 / 1] 0% <4> LAMMPS_NS::Input::execute_command() [0 / 1] 0% <5> LAMMPS_NS::Input::package() [0 / 1] 0% <6> LAMMPS_NS::Modify::add_fix(int, char **, int) [0 / 1] 0% <8> GI_strcmp [1] 0% <6> LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::compute(int, int) [0 / 26] 0% <7> jwe_opar_fullset [0 / 26] ## 11% <8> LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::eval<(int)0, (int)0, (int)1>(int, int) [24] 0% <8> LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::compute(int, int)._omp_1 [0 / 2] 0% <9> LAMMPS_NS::ThrOMP::reduce_thr(void *, int, int) [0 / 2] 1% <10> LAMMPS_NS::data_reduce_thr(double *, int, int, int, int) [2] 3% <6> LAMMPS_NS::AtomVecAtomic::unpack_reverse(int, int *, double *) [6] 0% <6> LAMMPS_NS::Output::write(long) [0 / 158] 0% <7> LAMMPS_NS::Dump::write() [0 / 158] 0% <8> LAMMPS_NS::DumpAtom::convert_string(int, double *) [0 / 153] 0% <9> LAMMPS_NS::DumpAtom::convert_noimage(int, double *) [0 / 152] 0% <10> sprintf [0 / 152] /

13 365 LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::eval<(int)0, (int)0, (int)1>(int, int, LAMMPS_NS::ThrData *) % 140 Process ** + 11 % 159 Process ** - 8 % 131 Process % 142 Process LAMMPS_NS::Neighbor::half_bin_newton_omp(LAMMPS_NS::NeighList *)._OMP_ % 35 Process ******* + 28 % 45 Process ******* - 29 % 25 Process % 36 Process half_

14 362 LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::eval<(int)0, (int)0, (int)1>(int, int, LAMMPS_NS::ThrData *) % 7629 Process % 7736 Process * - 5 % 7150 Process % 7588 Process LAMMPS_NS::Neighbor::half_bin_newton_omp(LAMMPS_NS::NeighList *)._OMP_ * + 5 % 1699 Process % 1583 Process * + 5 % 1691 Process ** - 8 % 1477 Process

15 478 LAMMPS_NS::PairLJCutOMP::eval<(int)0, (int)0, (int)1>(int, int, LAMMPS_NS::ThrData *) * - 7 % 445 Thread **** + 17 % 556 Thread ***** + 20 % 572 Thread ***** + 21 % 579 Thread % 464 Thread * + 7 % 511 Thread ** + 10 % 524 Thread * + 6 % 507 Thread * + 6 % 507 Thread ** + 11 % 529 Thread * - 5 % 455 Thread ** - 9 % 433 Thread **** - 19 % 386 Thread ** - 11 % 422 Thread ******* - 29 % 338 Thread **** - 16 % 401 Thread

16 GUI fipp:application View:Profile:Cost Stacked Chart:Procedure 0 0 0MPI_barrier

17 MPI_barrier

18 p 2p 4p N 2N 4N

19

20 flops SIMD MPI (FAPP)

21 FAPP fapp - C - d dir/ - Ihwm - Hevent=Statistics mpiexec./a.out GUI, fapppx - A - d dir/ - Ihwm,mpi > fapp.txt

22 #include <fj_tool/fapp.h> void PairLJCutOMP::eval(int iifrom, int iito, ThrData * const thr) { fapp_start("eval", 0, 0)... fapp_stop("eval", 0, 0) }

23 Flops fapp - C - d dir - Ihwm - Hevent=Statistics mpiexec./a.out 339 Performance monitor : Statistics 351 Kind Elapsed(s) MFLOPS MFLOPS/PEAK(%) MIPS MIPS/PEAK(%) AVG eval MAX MIN Mem throughput Mem throughput 372 Kind Elapsed(s) _chip(mb/s) /PEAK(%) SIMD(%) AVG eval MAX MIN GFlops = 8x 2 GHz x 4 SIMD x 2 SIMD

24 - Koptmsg=2 - Nlst=t src.f90 src.lst

25 113 2 for (jj = 0; jj < jnum; jj++) { j = jlist[jj]; 115 i 2 factor_lj = special_lj[sbmask(j)]; j &= NEIGHMASK; delx = xtmp - x[j].x; dely = ytmp - x[j].y; delz = ztmp - x[j].z; rsq = delx*delx + dely*dely + delz*delz; jtype = type[j]; if (rsq < cutsqi[jtype]) { r2inv = 1.0/rsq; r6inv = r2inv*r2inv*r2inv; forcelj = r6inv * (lj1i[jtype]*r6inv - lj2i[jtype]); fpair = factor_lj*forcelj*r2inv; fxtmp += delx*fpair; fytmp += dely*fpair; fztmp += delz*fpair; if (NEWTON_PAIR j < nlocal) { f[j].x -= delx*fpair; f[j].y -= dely*fpair; jwd6229s-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 113: ループ内でif 文が存在するため このループはSIMD 化できません jwd8664o-i 136 "../pair_lj_cut_omp.cpp", 2 f[j].z line 113: -= delz*fpair; ループ内に関数呼出しなどの最適化対象外の命令があるため ソフトウェアパイプライニングを適用できません } jwd8202o-i 138 "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 113: このループを展開数 2 回でループアンローリングしました jwd8670o-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 113: ループ内に分岐命令があるため ソフトウェアパイプライニングを適用できません jwd8101o-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 115: 利用者定義の関数 '_ZN9LAMMPS_NS4Pair6sbmaskEi' をインライン展開しました jwd8209o-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 121: 多項式の演算順序を変更しました jwd8209o-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 128: 多項式の演算順序を変更しました jwd5202p-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 134: ループ中で変数 'f' を定義する順序が逐次実行と異なるため このループは並列化できません jwd6202s-i "../pair_lj_cut_omp.cpp", line 134: ループ中で変数 'f' を定義する順序が逐次実行と異なるため このループはSIMD 化できません

26 fapp - C - d dir - Ihwm - Hevent=Cache mpiexec./a.out 339 Performance monitor : Cache Kind Elapsed(s) Inst LS_SIMD-or(%) LS-or(%) Prefetch AVG eval MAX MIN Kind Elapsed(s) L1-op miss(%) L2 miss(%) L2 dm miss(%) L2 pf miss(%) mtlb-op(%) AVG eval MAX MIN core L1 CPU L2 core L1 L1D % 6.25 % L2 0 %

27

28 113 2 for (jj = 0; jj < jnum; jj++) { j = jlist[jj]; 115 i 2 factor_lj = special_lj[sbmask(j)]; j &= NEIGHMASK; jj 2 配列に delx = j xtmp - x[j].x; dely = ytmp - x[j].y; delz = ztmp - x[j].z; rsq = delx*delx + dely*dely + delz*delz; jtype = type[j]; if (rsq < cutsqi[jtype]) { r2inv = 1.0/rsq; r6inv = r2inv*r2inv*r2inv; forcelj = r6inv * (lj1i[jtype]*r6inv - lj2i[jtype]); fpair = factor_lj*forcelj*r2inv; fxtmp += delx*fpair; fytmp += dely*fpair; fztmp += delz*fpair; if (NEWTON_PAIR j < nlocal) { f[j].x - = delx*fpair; f[j].y - = dely*fpair; f[j].z - = delz*fpair;

29 MPI MPIFAPP 53 MPI profile ************************************************************************************* 56 Application 57 ************************************************************************************* Kind Elapsed(s) Wait(s) Byte Call ( 0-4K 4K- 64K 64K- 1024K 1024KByte- ) all AVG MPI::Comm::Barrier 64 MAX MIN AVG MPI::Comm::Bcast 68 MAX MIN AVG MPI::Comm::Allreduce 72 MAX MIN wait

30 MPI

31 , RIST office.jp/pages/seminar_text

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