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Analyse de la scalabilité de fluide

On calcule le temps de communication théorique pour la simulation de fluide pour les deux réseaux. Ce calcul nous a permis de valider l'analyse théorique en regardant les correspondances avec les tests de performance. On dit que la bande passante pour le réseau 100Mbit est à $10Mo/sec$, et pour le réseau 1Gbit elle est à $100Mo/sec$. La latence typique d'ethernet est de $350 \mu sec$ [20]. On calcule alors le temps de communications avec un noeud de rendu et en fonction de différentes valeurs $N$ de la taille du cube. On calcule aussi le temps qu'il faut pour seulement transmettre les données au noeud de rendu.

Bande passante N Latence Temps $\rightarrow$ rendu Temps totale
10 32 $350 \mu sec$ $13.1ms$ $58ms$
10 64 $350 \mu sec$ $105ms$ $243ms$
10 128 $350 \mu sec$ $839ms$ $1351ms$
100 32 $350 \mu sec$ $1.3ms$ $17ms$
100 64 $350 \mu sec$ $10.4ms$ $30ms$
100 128 $350 \mu sec$ $84ms$ $122ms$

Ici on a le temps de communication théorique. On a aussi le temps par étape de simulation qui a été mesuré dans les tests de performance sur un seul noeud. À partir de ces deux valeurs, il est possible de calculer le temps de calcul par étape avec un noeud de simulation qui est la différence du temps total et du temps de communication avec le noeud de rendu. Le temps de la phase de calculs sur un nombre de noeuds quelconque est inversement proportionnel au nombre de noeuds.

Bande passante N Temps total Temps de comms Temps de calcul
10 32 $103ms$ $13.1ms$ $90ms$
10 64 $1205ms$ $105ms$ $1100ms$
10 128 $11111ms$ $839ms$ $10272ms$
100 32 $71ms$ $1.3ms$ $69ms$
100 64 $1010ms$ $10.5ms$ $1000ms$
100 128 $20000ms$ $84ms$ $19916ms$

Dans ce tableau, Temps total est la performance mesurée avec un noeud de fluide, Temps de comms est le temps de communications théorique, et Temps de calcul est le temps de calcul sur un noeud qui est calculé à partir des autres valeurs.

Avec le temps de calcul, on peut alors faire un calcul théorique de la scalabilité de la simulation de fluide. Si $t_c$ est le temps de calcul par processeur et $f$ est le nombre de noeuds de fluide, on peut calculer le temps qu'il faut pour le calcul et le temps pour la communication :


\begin{displaymath}
t = {t_c \over f} + 39l + {76 N^2 + N^3 \over G} \times 4o
\end{displaymath}

Cette fonction donne des résultats qui sont très proches de la réalité. Une comparaison entre les résultats théoriques et les données de tests est données dans les parties 9.3.1 et 9.3.2.


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Michael Ash 2005-09-21

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