Корпорацию Intel можно по праву назвать
лидером индустрии персональных компьютеров. Процессоры от Intel имеют самые
высокие на сегодня (2003 г.) тактовые частоты. Правда, самая высокая тактовая частота
процессора не всегда гарантирует наивысшую производительность на конкретных
приложения, что демонстрирует конкурент Intel - компания AMD со своим процессором
Athlon. Процессоры от Intel, предназначенные для многопроцессорных конфигураций,
имеют обозначение Pentium 4 Xeon. Кроме процессоров Intel давно и успешно
разрабатывает и другие компоненты для серверов: системные наборы микросхем,
сетевые и дисковые контроллеры, системные платы и, даже, компьютерные корпуса.
Если бы не антимонопольные ограничения, Intel могла бы стать крупнейшим в
мире производителем серверов, на деле же сборкой серверов под собственной
маркой, но из компонентов от Intel, занято большое число фирм во всём мире.
Благодаря Intel, производство серверов начального и среднего
уровня стало действительно массовым, что привело к снижению цен на этот класс
компьютеров.
Долгое время серверы начального уровня от Intel обладали невысокой производительностью памяти. В более производительных моделях для преодоления этого недостатка использовались сложные и дорогие наборы микросхем. С разработкой Rambus памяти (модули типа RDRAM), производительность памяти резко увеличилась. Однако, инициатива Intel по внедрению Rambus памяти не была встречена с большим энтузиазмом производителями ПК по причине высокой цены такой памяти. Примерно в то же время появилась более дешёвая DDR память, призванная решить ту же проблему, и сейчас эта память наиболее популярна при создании ПК. Однако, по скоростным параметрам, Rambus память пока превосходит доступную DDR память, поэтому для серверов первая является наилучшим выбором на сегодня (2003 г.).
В рамках проекта UP4M (UNIX Pentium 4 Multi Processor) вниманию пользователей ЛТФ предлагается первый в Лаборатории компьютер 'up4m' на базе высокопроизводительных микропроцессоров Pentium 4 Xeon работающий под управлением ОС Linux.
В компьютере 'up4m' установлены два процессора Pentium 4 Xeon работающие на частоте 2.2 GHz. Каждый процессор оснащён кэш-памятью второго уровня объемом 512 kB. 'Up4m' укомплектован 2 GB двухканальной оперативной памяти типа RDRAM (Rambus память), жестким диском Seagate 36 GB Ultra320 SCSI 10000 об./мин.(ST336607LC), Ultra-160 SCSI PCI-64 контроллером Adaptec 29160, сетевыми адаптерами Fast Ethernet Intel EtherExpress Pro и D-Link DGE-550T Gigabit Server NIC (апгрейд 2004 г). Основой компьютера является системная плата Supermicro P4DCE, построенная на наборе микросхем Intel i860. Смонтирован компьютер 'up4m' в корпусе TS530 высотой 4U, предназначенном для монтажа в 19-ти дюймовую стойку. Сборка и поставка компьютера произведены московской фирмой "Сумма Технологий - Серверные Системы".
Компьютер 'up4m' работает под управлением ОС Linux,
которая знакома пользователям ЛТФ по компьютерам 'unas1' и 'unamp'.
По системе команд Linux также очень близок к операционной системе Solaris
установленной на всех компьютерах Sun Microsystems. Некоторые отличия в работе
команд с одними и теми же названиями, тем не менее, имеются. Эти отличия,
скорее косметического, а не принципиального характера. Для получения справки
по командам Linux следует использовать команду 'man command_name' на
компьютере 'up4m'. Некоторые программные пакеты (g77, gcc,
reduce и др.) сопровождаются документацией, к которой можно обратится командой
'info', например 'info g77'.
Следует обратить внимание пользователей на то, что в силу фундаментальных различий между процессорами Pentium 4, процессорами Alpha и процессорами SPARC (на машинах Sun), транслированные программы в машинных кодах (исполняемые файлы, а также объектные модули и библиотеки) можно использовать только на том процессоре, для которого они предназначены. Отличить файлы с машинными кодами для разных архитектур можно командой 'file program_file_name'. По основному набору команд процессор Athlon (компьютер 'unamp') относится к архитектуре Intel, поэтому в большинстве случаем программы переносимы с 'unamp' на 'up4m' и обратно. Исключением являются некоторые программы, использующие расширенный набор инструкций Pentium 4 или Athlon, которые могут быть совместимы только со своим "родным" процессором. На приведенном ниже примере, видно различие в типах файлов содержащих исполняемый код для команды 'diff' на трёх разных машинах:
thsun1:> file /usr/bin/diff
/usr/bin/diff: ELF 32-bit MSB executable SPARC Version 1, dynamically
linked, stripped
unas1:> file /usr/bin/diff
/usr/bin/diff: ELF 64-bit LSB executable, Alpha (unofficial), version
1, dynamically linked (uses shared libs), stripped
unamp:> file /usr/bin/diff
/usr/bin/diff: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV),
dynamically linked (uses shared libs), stripped
up4m:> file /usr/bin/diff
/usr/bin/diff: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV),
dynamically linked (uses shared libs), stripped
В противоположность программам в машинных кодах, одни и те же файлы с текстовыми сценариями (scripts) для командных процессоров sh, bash, csh, tcsh, как правило, одинаково работают, как под Solaris, так и под Linux. Это утверждение справедливо и для сценариев языка Perl, а, с некоторыми оговорками, для AWK и MAKE (одинаково ведут себя GNU AWK 'gawk' и GNU MAKE 'gmake').
| Название | версия | команда | X11 | документация | комментарий |
| Компиляторы с языков высокого уровня, средства разработки | |||||
| Intel Fortran 77, 90, 95 | 9.0 | ifort | ifort -help, DIR | рекомендуемая оптимизация '-fast -march=pentium4' | |
| Intel C/C++ | 9.0 | icc | icc -help | ||
| Intel debugger | 9.0 | idb | idb -help | ||
| Intel Fortran 77, 90, 95 | 6.1 | ifc | ifc -help, PDF | рекомендуемая оптимизация '-O2' | |
| Intel C/C++ | 6.01 | icc | icc -help | ||
| GNU Fortran 77 | 3.4.5 | g77 | man g77,
info g77
HTML |
о компиляторах GNU | |
| GNU C | 4.0.1 | gcc | man gcc,
info gcc
HTML |
о компиляторах GNU | |
| GNU C++ | 4.0.1 | g++ | man g++,
info g++
HTML |
о компиляторах GNU | |
| GNU Debugger | 6.3 | gdb | man gdb, info gdb | ||
| Системы аналитических и численных вычислений | |||||
| Reduce | 3.7 | reduce xreduce |
- + |
info
redref PDF, PS |
о Reduce |
| Form | 3.1 | form | текст лицензии, ещё о Form 3 | ||
| Mathematica | 4.1 | Mathematica | + | ||
| Mathematica Kernel | 4.1 | math | - | ||
| Octave | 2.1 | octave | - | ||
| MuPad | 2.0.0 | mupad | - | ||
| Maxima | 5.9 | maxima xmaxima |
- + |
info maxima man maxima |
|
| ROOT | 4.00/00 | root -b root |
- + |
HTML | объектно-ориентированная система для численных расчётов с графическими возможностями, C/C++ интерпретатор |
| Браузеры, FTP, e-mail и т. п. | |||||
| NcFTP | 3.1 | ncftp | FTP клиент для текстового режима | ||
| Lynx | 2.8.4 | lynx | man lynx | браузер для текстового режима | |
| Редакторы текстов | |||||
| Emacs | 21.3 | emacs | +/- | man
emacs info emacs |
|
| Visual Editor IMproved | 6.2 | vim | man vim | ||
| Системы подготовки и просмотра документов | |||||
| Ghost Script | 7.07 | gs | +/- | man gs | работа с PostScript файлами |
| Acrobar Reader | 5 | acroread | + | просмотр PDF файлов | |
| Графические средства | |||||
| GNU plot | 3.7 | gnuplot | +/- | man gnuplot | |
| Файл-менеджеры | |||||
| Midnight Commander | 4.6.1 | mc | - | man mc, HTML | со встроенным FTP клиентом |
| File Explorer | 0.6 | xfe | + | man xfe | |
Fortran Процессор Pentium 4 предлагает очень хорошую производительность для тех, кому необходимы вычисления с плавающей точкой. Для пользователей, желающих программировать на Fortran, компания Intel разработала версию компилятора для архитектуры Linux/Intel. Компилятор поддерживает стандарты Fortran-77, -90, -95. Вызывается компилятор командой 'ifort' (Intel Fortran Compiler). Рекомендуется использовать, по крайней мере, опцию оптимизации '-O2 -march=pentium4'. Краткую справку по опциям командной строки можно получить по команде 'ifort -help'. Руководство пользователя и другую полезную документацию по данному компилятору Fortran v. 9.0 можно найти в каталоге http://thproxy.jinr.ru/pub/doc/fortran/intel/linux/docs90/. Дополнительную полезную информацию можно поискать на Web-страницах: "Intel(R) Fortran Compiler Documentation", "Intel(R) Fortran Compiler for Linux - Top Technical Issues", "Intel(R) Fortran Compiler for Linux Product Manuals".
GNU компиляторы С(gcc) и С++ (g++) Для достижения максимальной производительности программ рекомендуется при компиляции, кроме общих флагов оптимизации '-O' или '-O2', использовать флаг '-mcpu=i686'.
Form v. 3 на 'up4m'тот же, что для всех 32-разрядных процессоров Intel и идентичен тому, что установлен на 'unamp'. В процессе работы Form интенсивно использует чтение-запись во временные файлы, поэтому, чтобы не замедлять работу программы и не перегружать сеть, следует либо запускать Form на 'up4m' на локальном диске в подкаталогах каталога /datab, либо задавать каталог для временных файлов /tmp с помощью ключа '-t /tmp' или в файле установок, например, form.set с помощью строки 'tempdir /tmp'. На файл установок должна указывать переменная FORMSETUP. Задать свой файл установок можно либо устанавливая значение этой переменной командой 'setenv FORMSETUP form.set', либо указывая имя файла в командной строке после ключа '-s'. Следует обратить внимание на то, что синтаксис языка Form в версии 3 несколько изменился по сравнению с версией 2, для преобразования прежних программ в новый вид можно использовать утилиту 'conv2to3'.
Reduce v. 3.7 на 'up4m' тот же, что для и на 'unamp', и, как все 32-разрядные версии Reduce, имеет характерное ограничение в 128 МБайт на доступный для вычислений объём памяти. По умолчанию скрипт /usr/local/bin/reduce задаёт максимальный объём используемой памяти равный 16 МБайт. Для увеличения этого объёма вплоть до предела в 128 МБ следует запускать Reduce другим скриптом, указав в командной строке запуска 'bpsl' после ключа '-td' необходимый объём в байтах. Задачи, требующие для решения более 128 МБ памяти, следует запускать на компьютере 'unas1'.
MathematicaКомпьютер 'up4m' демонстрирует
превосходную производительность на пакете Mathematica. На 'up4m'
установлена версия 4.1 для Linux. В системе предустановлена лицензия на запуск
двух ядер (kernel) и двух графических интерфейсов (front-end) пакета Mathematica.
Лицензии могут быть использованы любым пользователем, никаких дополнительных
настроек не требуется. Для работы с front-end (запускается командой 'Mathematica')
требуется использование системы X-Window, для работы в текстовом режиме
достаточно любого терминала и соединения по ssh (в этом случае используется
команда 'math'). Пользователям, часто и длительное время пользующимся
пакетом Mathematica, рекомендуется получить индивидуальные лицензии.
Координатором выдачи лицензий для Mathematica в ОИЯИ является Владимир
Гердт, ЛИТ, gerdt@jinr.ru.
Быстродействующий Ultra160 15000 об./мин. SCSI диск, установленный на 'up4m' обеспечивает чтение и запись данных в файлы со скоростью примерно 30-160 MB/sec.
| Тест, компилятор / Компьютер, процессор | Up4m Pentium 4 Xeon 2.2 GHz |
Unamp1) AthlonMP 2800+ 2.1 GHz |
Unas1 Alpha 21264A 750 MHz |
Thsun5 Ultra SPARC 750 MHz |
PC-2002 Pentium 4 1.8 GHz |
| Whetstone, Fortran2) | 2300 mln. | 4000 mln. | 1750 mln. | 470 mln. | ? mln. |
| Linpack 100x100 matrix, Fortran2) | - | - | 300 MFlops | ~300 MFlops | - |
| Linpack 1000x1000 matrix, Fortran2) | 300 MFlops | 118 MFlops | 185 MFlops | 153 MFlops | 167 MFlops |
| Linpack 200x200 matrix, C | 850 MFlops | 980 MFlops | 290 MFlops | 167 MFlops | 680 MFlops |
| Linpack 4000x4000 matrix, C | 210 MFlops | 114 MFlops | 150 MFlops | 58 MFlops | 165 MFlops |
| Fast Fourier Transform 106 points, Fortran2) | 1.5 sec | 2.0 sec | 3.0 sec | 3.2 sec | 2.05 sec |
| Fast Fourier Transform 20011 points, Fortran2) | 3 sec | 5.2 sec | 5.4 sec | 9.4 sec | 2.5 sec |
| Fast Fourier Transform 106 points, C++ | 1.57 sec | 2.1 sec | 3.0 sec | 3.7 sec | 2.2 sec |
| Fast Fourier Transform 20011 points, C++ | 3.6 sec | 5.6 sec | 6.2 sec | 9.3 sec | 2.9 sec |
| int(1/(sin(x)^31*cos(x)^47),x)$, Reduce 3.7 | 2.5 sec | 1.34 sec | 4.3 sec | 6.1 sec | 3.1 sec |
| Integrate[1/(Sin[x]^31*Cos[x]^47),x], Mathematica 4 |
0.66 sec | 0.52 sec | 1.8 sec | 2.4 sec | 0.82 sec |
| f=(a+b+c+d)^50, Form 3 | 0.64 sec | 0.43 sec | 0.72 sec | 1.5 sec | 0.79 sec |
Примечания:См. также описания новых компьютеров: Opteron1, Opteron2 и DXCore.
1) Обновлённый в 2004 г сервер Unamp
2) Тесты на Fortran, C и C++ проводились с двойной точностью. Использовался Intel Fortran 6.0 для Linux/x86.
См. также график результатов теста Linpack
5 января 2003 г.
e-mail: super@theor.jinr.ru, telepuzik@theor.jinr.ru e-mail yoda@theor.jinr.ru, godzilla@theor.jinr.ruДата обновления: 2014-04-10 17:54:55
