Supercomputer-Benchmarks: Linpack in der Kritik

Der Linpack Benchmark

Der Linpack Benchmark stammt von Jack Dongarra, einem der Macher der TOP500-Liste. Er ist eher als Nebenprodukt entstanden. Eine erste Vorläuferversion dieses Benchmarks war im Anhang des Linpack User's Guide, der 1979 erschienenen Dokumentation zu den Linpack-Routinen, zu finden. Das Linear System Package ist eine Fortran-Library zur Lösung linearer Gleichungssysteme. Sie gilt inzwischen als völlig veraltet und ist durch LAPACK (Linear Algebra Package) abgelöst, das weitaus effektiver auf Shared-Memory- und Vektor-Supercomputern läuft.

Der Linpack-Test sollte den Nutzern der Library zunächst nur helfen, die Laufzeit ihrer Anwendungen auf verschiedenen Systemen einzuschätzen. Die Ergebnisse werden auch heute noch regelmäßig von Jack Dongarra im Report Performance of Various Computers Using Standard Linear Equations Software veröffentlicht. Seit 1993 dient der Linpack als Messlatte für die offizielle TOP500-Rangliste.

Der Linpack Benchmark besteht aus drei Teilen:

Fortran n = 100 Benchmark

Hier wird die Zeit gemessen, die ein Rechner benötigt, um eine voll besetzte 100x100-Matrix zu faktorisieren und ein Gleichungssystem mit Hilfe der Zerlegung zu lösen. Bei diesem Benchmark darf das vorgegebene Programm nicht verändert werden, selbst die Kommentarzeilen müssen so erhalten bleiben, wie sie sind. Nur der Einsatz von Compiler-Optionen ist erlaubt.

Linpack n = 1000 Benchmark (TPP, Best effort)

Der zweite Benchmark dient dazu, die maximale Leistung eines Systems zu bestimmen. Hierbei ist analog zum ersten Test ein Gleichungssystem zu lösen, im Unterschied zum ersten Benchmark ist die Dimension des Problems jedoch 1000 x 1000. Außerdem kann der Lösungsalgorithmus frei gewählt und in einer beliebigen Sprache implementiert werden.

Einzige Bedingung für diesen Test ist, dass die Lösung die vorgeschriebene Genauigkeit hat. Das Kürzel TPP steht in diesem Zusammenhang für "Toward Peak Performance".

Linpack’s Highly Parallel Computing Benchmark

Bei diesem Benchmark sind die Bedingungen am lockersten, da hier nicht nur der Lösungsalgorithmus und die Sprache, in der er implementiert ist, frei gewählt werden können. Auch die Dimension des voll besetzten Gleichungssystems ist beliebig. Bedingung ist wiederum nur, dass eine gültige Lösung mit der vorgegebenen Genauigkeit ermittelt wird.