]> AND Private Git Repository - rce2015.git/commitdiff
Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Private GIT Repository
Merge branch 'master' of ssh://bilbo.iut-bm.univ-fcomte.fr/rce2015
authorDavid Laiymani <david.laiymani@univ-fcomte.fr>
Wed, 6 May 2015 14:24:03 +0000 (16:24 +0200)
committerDavid Laiymani <david.laiymani@univ-fcomte.fr>
Wed, 6 May 2015 14:24:03 +0000 (16:24 +0200)
1  2 
paper.tex

diff --combined paper.tex
index 42f4b5d37762f3602b5c5ba46962b6e31f7ca74a,1f9b49c8d483e935c75bb544602bf1ed04aeb379..c198158716dd16c064333c68b25f31c38b44232a
+++ b/paper.tex
@@@ -465,19 -465,19 +465,19 @@@ and  between distant  clusters.  This p
  
  In the scope  of this paper, our  first objective is to analyze  when the Krylov
  Multisplitting  method   has  better  performances  than   the  classical  GMRES
 -method. With an  iterative method, better performances mean a  smaller number of
 -iterations and execution time before reaching the convergence.  For a systematic
 -study,  the experiments  should figure  out  that, for  various grid  parameters
 -values, the simulator will confirm  the targeted outcomes, particularly for poor
 -and slow  networks, focusing on the  impact on the communication  performance on
 -the chosen class of algorithm.
 +method. With a synchronous  iterative method, better performances mean a
 +smaller number of iterations and execution time before reaching the convergence.
 +For a systematic study,  the experiments  should figure  out  that, for  various
 +grid  parameters values, the simulator will confirm  the targeted outcomes,
 +particularly for poor and slow  networks, focusing on the  impact on the
 +communication  performance on the chosen class of algorithm.
  
  The following paragraphs present the test conditions, the output results
  and our comments.\\
  
  
 -\subsubsection{Execution of the the algorithms on various computational grid
 -architecture and scaling up the input matrix size}
 +\subsubsection{Execution of the algorithms on various computational grid
 +architectures and scaling up the input matrix size}
  \ \\
  % environment
  
  
  
  In this  section, we analyze the  performences of algorithms running  on various
 -grid configuration  (2x16, 4x8, 4x16  and 8x8). First,  the results in  Figure~\ref{fig:01}
 -show for all grid configuration the non-variation of the number of iterations of
 -classical  GMRES for  a given  input matrix  size; it  is not  the case  for the
 +grid configurations  (2x16, 4x8, 4x16  and 8x8). First,  the results in  Figure~\ref{fig:01}
 +show for all grid configurations the non-variation of the number of iterations of
 +classical  GMRES for  a given  input matrix  size; it is not  the case  for the
  multisplitting method.
  
  \RC{CE attention tu n'as pas mis de label dans tes figures, donc c'est le bordel, j'en mets mais vérifie...}
@@@ -524,9 -524,9 +524,9 @@@ grid architectures, even  with the sam
  and  4x8). We  can  observ  the low  sensitivity  of  the Krylov multisplitting  method
  (compared with the classical GMRES) when scaling up the number of the processors
  in the  grid: in  average, the GMRES  (resp. Multisplitting)  algorithm performs
 -40\% better (resp. 48\%) less when running from 2x16=32 to 8x8=64 processors.
 +$40\%$ better (resp. $48\%$) when running from 2x16=32 to 8x8=64 processors.
  
 -\subsubsection{Running on two different speed cluster inter-networks}
 +\subsubsection{Running on two different inter-clusters network speed}
  \ \\
  
  \begin{figure} [ht!]
   Grid & 2x16, 4x8\\ %\hline
   Network & N1 : bw=10Gbs-lat=8.10$^{-6}$ \\ %\hline
   - & N2 : bw=1Gbs-lat=5.10$^{-5}$ \\
 - Input matrix size & N$_{x}$ x N$_{y}$ x N$_{z}$ =150 x 150 x 150\\ \hline 
 + Input matrix size & N$_{x}$ x N$_{y}$ x N$_{z}$ =150 x 150 x 150\\ \hline
   \end{tabular}
  \caption{Clusters x Nodes - Networks N1 x N2}
  \end{center}
@@@ -557,10 -557,9 +557,10 @@@ These experiments  compare the  behavio
  speed inter-cluster  network (N1) and  also on  a less performant  network (N2).
  Figure~\ref{fig:02} shows that end users will  gain to reduce the execution time
  for  both  algorithms  in using  a  grid  architecture  like  4x16 or  8x8:  the
 -performance was increased  in a factor of  2. The results depict  also that when
 +performance was increased  by a factor of  $2$. The results depict  also that when
  the  network speed  drops down  (12.5\%), the  difference between  the execution
  times can reach more than 25\%. \RC{c'est pas clair : la différence entre quoi et quoi?}
 +\DL{pas clair}
  
  \subsubsection{Network latency impacts on performance}
  \ \\
   Network & N1 : bw=1Gbs \\ %\hline
   Input matrix size & N$_{x}$ x N$_{y}$ x N$_{z}$ =150 x 150 x 150\\ \hline
   \end{tabular}
 -\caption{Network latency impact}
 +\caption{Network latency impacts}
  \end{figure}
  
  
  \begin{figure} [ht!]
  \centering
  \includegraphics[width=100mm]{network_latency_impact_on_execution_time.pdf}
 -\caption{Network latency impact on execution time}
 +\caption{Network latency impacts on execution time}
  \label{fig:03}
  \end{figure}
  
  
 -According  the results  in  Figure~\ref{fig:03}, a  degradation  of the  network
 -latency from 8.10$^{-6}$  to 6.10$^{-5}$ implies an absolute  time increase more
 -than 75\%  (resp. 82\%) of the  execution for the classical  GMRES (resp. Krylov
 +According to the results  of  Figure~\ref{fig:03}, a  degradation  of the  network
 +latency from $8.10^{-6}$  to $6.10^{-5}$ implies an absolute  time increase of more
 +than $75\%$  (resp. $82\%$) of the  execution for the classical  GMRES (resp. Krylov
  multisplitting)   algorithm.   In   addition,   it  appears   that  the   Krylov
  multisplitting method tolerates  more the network latency variation  with a less
  rate  increase  of  the  execution   time.   Consequently,  in  the  worst  case
 -(lat=6.10$^{-5 }$), the  execution time for GMRES is almost  the double than the
 +($lat=6.10^{-5 }$), the  execution time for GMRES is almost  the double than the
  time of the Krylov multisplitting, even  though, the performance was on the same
 -order of magnitude with a latency of 8.10$^{-6}$.
 +order of magnitude with a latency of $8.10^{-6}$.
  
  \subsubsection{Network bandwidth impacts on performance}
  \ \\
   Network & N1 : bw=1Gbs - lat=5.10$^{-5}$ \\ %\hline
   Input matrix size & N$_{x}$ x N$_{y}$ x N$_{z}$ =150 x 150 x 150\\ \hline \\
   \end{tabular}
 -\caption{Network bandwidth impact}
 +\caption{Network bandwidth impacts}
  \end{figure}
  
  
  \begin{figure} [ht!]
  \centering
  \includegraphics[width=100mm]{network_bandwith_impact_on_execution_time.pdf}
 -\caption{Network bandwith impact on execution time}
 +\caption{Network bandwith impacts on execution time}
  \label{fig:04}
  \end{figure}
  
 -
 -
  The results  of increasing  the network  bandwidth show  the improvement  of the
  performance  for   both  algorithms   by  reducing   the  execution   time  (see
  Figure~\ref{fig:04}). However,  in this  case, the Krylov  multisplitting method
@@@ -629,7 -630,7 +629,7 @@@ of 40\% which is only around 24\% for c
  \begin{tabular}{r c }
   \hline
   Grid & 4x8\\ %\hline
 - Network & N2 : bw=1Gbs - lat=5.10$^{-5}$ \\ 
 + Network & N2 : bw=1Gbs - lat=5.10$^{-5}$ \\
   Input matrix size & N$_{x}$ = From 40 to 200\\ \hline
   \end{tabular}
  \caption{Input matrix size impact}
@@@ -690,32 -691,30 +690,30 @@@ powerful CPU
  \subsection{Comparing GMRES in native synchronous mode and the multisplitting algorithm in asynchronous mode}
  
  The previous paragraphs  put in evidence the interests to  simulate the behavior
- of the application before any deployment in a real environment.  We have focused
- the study on analyzing the performance  in varying the key factors impacting the
- results. The study compares the performance  of the two proposed algorithms both
- in  \textit{synchronous mode  }. In  this section,  following the  same previous
- methodology, the  goal is  to demonstrate the  efficiency of  the multisplitting
- method in \textit{ asynchronous mode}  compared with the classical GMRES staying
- in \textit{synchronous mode}.
- Note that the interest of using the asynchronous mode for data exchange
- is mainly, in opposite of the synchronous mode, the non-wait aspects of
- the current computation after a communication operation like sending
- some data between nodes. Each processor can continue their local
- calculation without waiting for the end of the communication. Thus, the
- asynchronous may theoretically reduce the overall execution time and can
- improve the algorithm performance.
- As stated supra, Simgrid simulator tool has been used to prove the
- efficiency of the multisplitting in asynchronous mode and to find the
- best combination of the grid resources (CPU, Network, input matrix size,
- \ldots ) to get the highest \textit{"relative gain"} (exec\_time$_{GMRES}$ / exec\_time$_{multisplitting}$) in comparison with the classical GMRES time.
+ of  the application  before  any  deployment in  a  real  environment.  In  this
+ section, following  the same previous  methodology, our  goal is to  compare the
+ efficiency of the multisplitting method  in \textit{ asynchronous mode} with the
+ classical GMRES in \textit{synchronous mode}.
+ The  interest of  using  an asynchronous  algorithm  is that  there  is no  more
+ synchronization. With  geographically distant  clusters, this may  be essential.
+ In  this case,  each  processor can  compute its  iteration  freely without  any
+ synchronization  with   the  other   processors.  Thus,  the   asynchronous  may
+ theoretically reduce  the overall execution  time and can improve  the algorithm
+ performance.
+ \RC{la phrase suivante est bizarre, je ne comprends pas pourquoi elle vient ici}
+ As stated before, the Simgrid simulator tool has been successfully used to show
+ the efficiency of  the multisplitting in asynchronous mode and  to find the best
+ combination of the grid resources (CPU,  Network, input matrix size, \ldots ) to
+ get    the   highest    \textit{"relative    gain"}   (exec\_time$_{GMRES}$    /
+ exec\_time$_{multisplitting}$) in comparison with the classical GMRES time.
  
  
  The test conditions are summarized in the table below : \\
  
- % environment
- \begin{footnotesize}
+ \begin{figure} [ht!]
+ \centering
  \begin{tabular}{r c }
   \hline
   Grid & 2x50 totaling 100 processors\\ %\hline
   Input matrix size & N$_{x}$ = From 62 to 150\\ %\hline
   Residual error precision & 10$^{-5}$ to 10$^{-9}$\\ \hline \\
   \end{tabular}
- \end{footnotesize}
+ \end{figure}
  
- Again, comprehensive and extensive tests have been conducted varying the
- CPU power and the network parameters (bandwidth and latency) in the
- simulator tool with different problem size. The relative gains greater
- than 1 between the two algorithms have been captured after each step of
- the test. Table 7 below has recorded the best grid configurations
- allowing the multisplitting method execution time more performant 2.5 times than
- the classical GMRES execution and convergence time. The experimentation has demonstrated the relative multisplitting algorithm tolerance when using a low speed network that we encounter usually with distant clusters thru the internet.
+ Again,  comprehensive and  extensive tests  have been  conducted with  different
+ parametes as  the CPU power, the  network parameters (bandwidth and  latency) in
+ the simulator tool  and with different problem size. The  relative gains greater
+ than 1  between the  two algorithms have  been captured after  each step  of the
+ test.   In  Figure~\ref{table:01}  are  reported the  best  grid  configurations
+ allowing the  multisplitting method to  be more than  2.5 times faster  than the
+ classical  GMRES.  These  experiments also  show the  relative tolerance  of the
+ multisplitting algorithm when using a low speed network as usually observed with
+ geographically distant clusters throuth the internet.
  
  % use the same column width for the following three tables
  \newlength{\mytablew}\settowidth{\mytablew}{\footnotesize\np{E-11}}
      \end{tabular}}
  
  
- \begin{table}[!t]
-   \centering
+ \begin{figure}[!t]
+ \centering
+ %\begin{table}
  %  \caption{Relative gain of the multisplitting algorithm compared with the classical GMRES}
  %  \label{"Table 7"}
- Table 7. Relative gain of the multisplitting algorithm compared with
- the classical GMRES \\
-   \begin{mytable}{11}
+  \begin{mytable}{11}
      \hline
      bandwidth (Mbit/s)
      & 5     & 5     & 5         & 5         & 5  & 50        & 50        & 50        & 50        & 50 \\
      & 2.52     & 2.55     & 2.52     & 2.57     & 2.54 & 2.53     & 2.51     & 2.58     & 2.55     & 2.54 \\
      \hline
    \end{mytable}
- \end{table}
+ %\end{table}
+  \caption{Relative gain of the multisplitting algorithm compared with the classical GMRES}
+  \label{table:01}
+ \end{figure}
  
  \section{Conclusion}
  CONCLUSION