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原创

常规算力估算方法

2023-06-30 08:38:32
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背景

在算网中,对于算力资源的编排,首先是对资源的算力进行多维度量化,量化的结果将作为算力编排调度的重要衡量标准。

简介

目前算力度量的方法多种多样,有基于整体系统的算力度量,也有基于单项规格指标的算力度量。

在这里,以CPU处理器的算力度量方法为例,介绍一下常规的算力估算方法。

CPU处理器的算力通常使用浮点计算能力FLOPS作为度量单位

FLOPS

FLOPS,全称是floating point operations per second,表示每秒浮点运算次数,通过用于衡量硬件性能(基础算力资源)的基本运算能力。

与之相近的是FLOPs,全称是floating point operations,表示浮点运算数,这个通常用来表示算法模型/网络模型的计算复杂度,这两个比

较容易混淆,需要区分。

CPU指令集

CPU的运算能力和其架构支持的CPU指令集相关,以intel cpu为例,通常支持以下几种复杂指令集:

指令集 每时钟周期单精度运算次数(FLOPS) 每时钟周期浮点运算次数(FLOPS)
AVX(256-bits) 16 8
AVX2(256-bits) 32 16
AVX512(512-bits) 64 32

以AVX512指令集为例,其单指令长度为512-bits,支持32位寄存器。

一个支持AVX512指令集的cpu处理器,每个核心拥有2个FMA(Fused Multiply-accumulate)运算单元,则其在一个时钟周期内可以进行

512(bit) * 2(FMA) * 2(opers) / 64(sp) = 32FLOPS 的浮点运算

 

计算公式

计算一块cpu的理论算力,可通过如下公式:

其中,CoreNum为cpu核心数,BaseFrequency为cpu主频,OperationsPerCycle为上述的单核心每时钟周期浮点运算次数

以常见的服务器处理器Intel Xeon E5-2670为例,其核心数量为8核心,主频为2.6GHz,支持指令集为AVX,64bit,故

 

 

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在这里,以CPU处理器的算力度量方法为例,介绍一下常规的算力估算方法。

CPU处理器的算力通常使用浮点计算能力FLOPS作为度量单位

FLOPS

FLOPS,全称是floating point operations per second,表示每秒浮点运算次数,通过用于衡量硬件性能(基础算力资源)的基本运算能力。

与之相近的是FLOPs,全称是floating point operations,表示浮点运算数,这个通常用来表示算法模型/网络模型的计算复杂度,这两个比

较容易混淆,需要区分。

CPU指令集

CPU的运算能力和其架构支持的CPU指令集相关,以intel cpu为例,通常支持以下几种复杂指令集:

指令集 每时钟周期单精度运算次数(FLOPS) 每时钟周期浮点运算次数(FLOPS)
AVX(256-bits) 16 8
AVX2(256-bits) 32 16
AVX512(512-bits) 64 32

以AVX512指令集为例,其单指令长度为512-bits,支持32位寄存器。

一个支持AVX512指令集的cpu处理器,每个核心拥有2个FMA(Fused Multiply-accumulate)运算单元,则其在一个时钟周期内可以进行

512(bit) * 2(FMA) * 2(opers) / 64(sp) = 32FLOPS 的浮点运算

 

计算公式

计算一块cpu的理论算力,可通过如下公式:

其中,CoreNum为cpu核心数,BaseFrequency为cpu主频,OperationsPerCycle为上述的单核心每时钟周期浮点运算次数

以常见的服务器处理器Intel Xeon E5-2670为例,其核心数量为8核心,主频为2.6GHz,支持指令集为AVX,64bit,故

 

 

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算力量化
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