PAPI (PAPI)

Перейти к навигации Перейти к поиску

Performance Application Programming Interface (PAPI, Прикладной программный интерфейс для анализа производительности) — переносимый интерфейс, реализованный в виде библиотеки, для доступа к счетчикам аппаратной производительности на различных современных микропроцессорах. Он широко применяется для сбора низкоуровневых метрик производительности (например, счетчики инструкций, количество циклов на инструкцию[англ.], промахи кэшей) в компьютерных системах, работающих под операционными системами семейства UNIX или Linux. Библиотека PAPI доступна к использованию из программ на языках Си, C++, Fortran, Java, Matlab[1].

PAPI обеспечивает предопределенные высокоуровневые аппаратные события для наиболее распространенных процессоров и прямой доступ к низкоуровневым естественным событиям множества процессоров. Также поддерживаются мультиплексирование наборов счетчиков и управление переполнением счетчиков для получения периодического сигнала (sampling). Например, библиотека может использоваться для подсчета количества операций над числами с плавающей запятой[2].

Использование

[править | править код]

На базе PAPI реализовано несколько программных систем для изучения производительности программ, в частности[3]:

  • TAU (University of Oregon)
  • SvPablo (University of Illinois at Urbana–Champaign)
  • HPCToolkit (Rice University)
  • psrun (NCSA, University of Illinois at Urbana–Champaign)
  • Titanium (University of California, Berkeley)
  • SCALEA (University Innsbruck)
  • KOJAK (University of Tennessee)
  • Cone (University of Tennessee)
  • IBM HPMtoolkit
  • CUBE (University of Tennessee)
  • ParaVer (European Center for Parallelism of Barcelona)
  • VAMPIR (Pallas)
  • DynaProf (University of Tennessee)

Поддержка процессоров

[править | править код]

В PAPI реализована поддержка событий множества процессоров, в том числе:[3]

  • AMD: Athlon, Opteron и другие
  • Cray T3E, X1
  • HP Alpha
  • IBM POWER: POWER3, POWER4 и другие
  • Intel: Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4; Itanium 1, Itanium 2 и другие
  • MIPS: R10K, R12K, R14K
  • Sun UltraSparc I, II, III

Поддержка со стороны операционных систем

[править | править код]

Операционная система должна поддерживать доступ к аппаратным счетчикам, что необходимо для использования PAPI. Например, ядро Linux/x86 может предоставлять доступ к счетчикам при помощи патча драйвера аппаратного мониторинга (perfctr), через драйвер доступа к MSR регистрам (на процессорах семейства x86) или через подсистему perf_events, чтобы появилась поддержка PAPI.

В современных ядрах Linux добавлен упрощенный интерфейс perf_events для сходных целей.

Примечания

[править | править код]
  1. Philip Mucci, Performance Monitoring with PAPI Архивная копия от 24 сентября 2016 на Wayback Machine / Dr.Dobbs, June 01, 2005
  2. ATLAS offline software performance monitoring and optimization / Journal of Physics: Conference Series 513 (2014) 052022 doi:10.1088/1742-6596/513/5/052022
  3. 1 2 Philip J. Mucci, An Introduction to Hardware Performance Analysis and PAPI Архивная копия от 12 октября 2016 на Wayback Machine / SIAM Parallel Processing 2004  (англ.)

Литература

[править | править код]