Low-Power High Performance Computing - EPCC - University of ...

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5.1.2 NPB Benchmark Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.1.3 SPEC Benchmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.1.4 EEMBC Benchmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.2 Benchmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.2.1 HPL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.2.2 STREAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.2.3 CoreMark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.3 Power measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.3.1 Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.3.2 Measuring unit power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.3.3 The measurement procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.4 Experiments design and execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.5 Validation and reproducibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6 Cluster design and deployment 33

6.1 Architecture support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.1.1 Hardware considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.1.2 Software considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6.1.3 Soft Float vs Hard Float . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6.2 Fortran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

6.3 C/C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

6.4 Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

6.5 Hardware decisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

6.6 Software decisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

6.7 Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

6.8 Porting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

6.8.1 Fortran to C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

6.8.2 Binary incompatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

6.8.3 Scripts developed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

7 Results and analysis 42

7.1 Thermal Design Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

7.2 Idle readings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

7.3 Benchmark results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7.3.1 Serial performance: CoreMark . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7.3.2 Parallel performance: HPL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

7.3.3 Memory performance: STREAM . . . . . . . . . . . . . . . . 58

7.3.4 HDD and SSD power consumption . . . . . . . . . . . . . . . 61

8 Future work 63

9 Conclusions 64

A CoreMark results 66

ii

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