Sovellusten kääntäminen Puhtissa
Yleiset ohjeet
- Perehdy aina mahdollisuuksien mukaan ohjelmiston kääntämiseen paikallisella levyllä kirjautumissolmussa.
- Kääntäminen paikallisella levyllä on huomattavasti nopeampaa ja vähentää kuormitusta jaetulta tiedostojärjestelmältä.
- Paikallinen levy puhdistetaan usein, joten siirrä tiedostosi muualle kääntämisen jälkeen.
CPU-sovellusten kääntäminen
Info
Intel on uudelleenjärjestänyt kääntäjäpakettinsa, ja Intel-kääntäjien nimet ovat muuttuneet Puhtin Red Hat Enterprise Linux 8 (RHEL8) -päivityksen myötä. Lisäksi Intel muutti kääntäjiensä taustateknologiaa ja nimesi vanhat kääntäjät Intel Compilers Classiciksi.
C/C++- ja Fortran-sovelluksia voidaan rakentaa Intelin tai GNU:n kääntäjäpaketeilla. Kääntäjäpaketti valitaan Moduulit -järjestelmän kautta, esim.
tai
tai
Eri sovellukset toimivat paremmin eri paketeilla, joten valinta on tehtävä tapauskohtaisesti.
Aktuaaliset kääntäjäkomennot sarjasovelluksen rakentamiseksi näillä paketeilla:
| Kääntäjäpaketti | C | C++ | Fortran |
|---|---|---|---|
| Intel, uusi | icx | icpx | ifx |
| Intel, classic | icc | icpc | ifort |
| GNU | gcc | g++ | gfortran |
Intel- ja GNU-kääntäjät käyttävät erilaisia kääntäjäoptiota. Suositellut perusoptimointilippuja on listattu alla olevassa taulukossa. On suositeltavaa aloittaa turvallisesta tasosta ja siirtyä sitten kohti keskitason tai jopa aggressiivista optimointia varmistaen, että tulokset ovat oikein ja ohjelman suorituskyky on parantunut.
| Optimointitaso | Intel | GNU |
|---|---|---|
| Turvallinen | -O2 -xHost -fp-model precise | -O2 -march=native |
| Keskitaso | -O2 -xHost | -O3 -march=native |
| Aggressiivinen | -O3 -xHost -fp-model fast=2 -no-prec-div -fimf-use-svml=true -qopt-zmm-usage=high | -O3 -march=native -ffast-math -funroll-loops -mprefer-vector-width=512 |
Tarkempi luettelo Intel- ja GNU-kääntäjien optioista on löydettävissä man -sivuilta (man icc/ifort, man gcc/gfortran kun vastaava ohjelmointiympäristö on ladattu) tai kääntäjäkäyttöoppaista (linkit yllä).
Huomioi, että jotkut liput, kuten -no-prec-div ja -qopt-zmm-usage, ovat tällä hetkellä tuettuina vain Intelin classic-kääntäjissä (icc/icpx/ifort). Lisää tietoa nykyisten ja suunniteltujen lippujen tuesta Intel-kääntäjille löytyy icx -qnextgen-diag -komennolla tai käyttöoppaista.
Kaikki sovellukset eivät hyödy AVX-512 vektorijoukosta
(-xHost tai -march=native). Kannattaa myös testata AVX2
(-xCORE-AVX2 tai -mavx2) ja vertailla suorituskykyä.
Luettele kaikki saatavilla olevat kääntäjäpakettiversiot:
GPU-sovellusten kääntäminen
GPU-tuki Puhtissa tarjotaan NVIDIA-kääntäjien kautta:
-
nvc-kääntäjä on C11-kääntäjä, joka tukee OpenACC:ta NVIDIA:n GPU:ille ja OpenACC:ta ja OpenMP:tä moniydinsovittimille. -
nvc++-kääntäjä on C++17-kääntäjä, joka tukee GPU-ohjelmointia C++17-paralleelialgoritmeilla, OpenACC:lla ja OpenMP-siirroilla NVIDIA:n GPU:ille. Se ei kuitenkaan tällä hetkellä tue C++ CUDA-koodia. -
nvcc-kääntäjä on CUDA C ja CUDA C++ -kääntäjäajuri NVIDIA:n GPU:ille. -
nvfortran-kääntäjä on CUDA Fortran -kääntäjäajuri NVIDIA:n GPU:ille, joka tukee sekä OpenACC:ta että moniytimen OpenACC- ja OpenMP-prosessointia.
Tarkemmat ohjeet näiden kääntäjien lataamiseen ja käyttöön on annettu seuraavissa osioissa.
CUDA
CUDA-kääntäjä (nvcc) huolehtii CUDA-koodin kääntämisestä kohde-GPU-laitteelle ja välittää loput ei-CUDA-kääntäjälle (esim. gcc). Esimerkiksi CUDA 11.7 -ympäristön lataaminen yhdessä GNU-kääntäjän kanssa:
Luodaksesi koodia tietylle kohdelaitteelle, anna CUDA-kääntäjälle tieto kohdelaitteen tukemasta laskentatehokkuudesta. Puhtissa GPU:t (Volta V100) tukevat laskentatehokkuutta 7.0. Tämä määritellään käyttämällä
-gencode arch=compute_70,code=sm_70.
Esimerkiksi CUDA-kerneli (example.cu) Puhtissa:
Periaatteessa on myös mahdollista kohdistaa useisiin GPU-arkkitehtuureihin toistamalla -gencode eri laskentatehokkuuksille. Tämä ei kuitenkaan ole tarpeen Puhtissa, koska on vain yksi GPU-tyyppi.
OpenACC
Warning
OpenACC-tuki tarjotaan NVIDIA:n nvc- ja nvc++-kääntäjien kautta.
On kuitenkin tärkeää huomata, että tuki voi olla jossain määrin
rajoitettua ja saattaa puuttua tiettyjä toimintoja, kuten MPI
rinnakkaistusta. Lisää tietoa OpenACC-tuesta kannattaa kysyä CSC
palvelupisteeltä.
Kääntäjät ovat saatavilla NVIDIA HPC SDK -moduulin kautta:
OpenACC-tuen aktivoiminen vaatii -acc-lipun antamisen kääntäjälle. Fortran-koodien kohdalla tämä voidaan tehdä seuraavasti:
Tietoa siitä, mitä kääntäjä tekee OpenACC-direktiiveillä, voi saada käyttämällä -Minfo=all.
MPI-sovellusten kääntäminen
Tällä hetkellä on saatavilla kaksi MPI-ympäristöä: openmpi ja intel-oneapi-mpi. Oletus on openmpi, jota suositellaan aluksi käytettäväksi.
Jos openmpi ei ole yhteensopiva sovelluksesi kanssa tai ei tuota riittävää suorituskykyä,
kokeile toista ympäristöä. MPI-ympäristöjä voidaan käyttää
module load -komennon kautta, esim.
Kun käännetään MPI-sovelluksia, käytä mpixxx-kääntäjä ajureita, jotka eroavat riippuen kääntäjäpaketista ja MPI-ympäristöstä:
| Kääntäjäpaketti | openmpi | intel-oneapi-mpi |
|---|---|---|
| Intel | mpifort, mpicc, mpicxx | mpiifort, mpiicc, mpiicpc |
| GNU | mpif90, mpicc, mpicxx | yhteensopimaton |
OpenMP- ja hybridisovellusten kääntäminen
Lisäkääntäjä- ja linkkeriliput ovat tarpeen, kun rakennetaan OpenMP- tai MPI/OpenMP-hybridi-sovelluksia:
| Kääntäjäpaketti | OpenMP-lippu |
|---|---|
| Intel | -qopenmp |
| GNU | -fopenmp |
Ohjelmiston kääntäminen Spackilla
Spack on joustava pakettienhallintajärjestelmä, jota voidaan käyttää ohjelmistojen asentamiseen supertietokoneisiin sekä Linux- ja macOS-järjestelmiin. Perus moduulipuu, joka sisältää kääntäjät, MPI-kirjastot ja monia saatavilla olevia ohjelmistoja CSC:n supertietokoneilla, on asennettu Spackilla.
CSC tarjoaa spack/v0.18-user -moduulin Puhtissa, jota käyttäjät voivat käyttää
ohjelmiston rakentamiseen saatavilla olevien kääntäjien ja kirjastojen päälle käyttäen Spackia. On myös mahdollista asentaa erilaisia räätälöityjä versioita moduulipuussa olevista paketeista erityistilanteisiin. Katso tästä lyhyt opetusvideo ohjelmistojen asentamisesta CSC:n supertietokoneille käyttäen Spackia.