【开发工具】【stream】内存带宽测试工具（Stream）的使用

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Stream简介

STREAM是一套综合性能测试程序集，通过fortran和C两种高级且高效的语言编写完成，由于这两种语言在数学计算方面的高效率， 使得 STREAM 测试例程可以充分发挥出内存的能力。 STREAM 测试得到的是可持续运行的内存带宽最大值，而并不是一般的硬件厂商提供的理论最大值。

Stream测试原理：

1.主要有四种数组的运算，测试到内存带宽的性能,分别是:数组的复制(Copy)、数组的尺度变换(Scale)、数组的矢量求和(Add)、数组的复合矢量求和(Triad)

2. 数组的值采用了双精度（8个字节）

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Stream工具安装

• 下载Stream工具（stream_5.10.tar.gz）：https://download.csdn.net/download/Ivan804638781/15447246
• 解压缩

tar -zxvf stream_5.10.tar.gz

注：小技巧：Linux下一般压缩文件后缀为.tar.bz2和.tar.gz，
它们解压命令有两三个选项是一致的：
xf（v），前者再加上j选项，后者再加上z选项。

• 进入目录

cd stream_5.10

• 编译

gcc -O3 -mcmodel=small  -mtune=native -march=native -fopenmp -DSTREAM_ARRAY_SIZE=200000000 -DNTIMES=30 stream.c -o stream.o

参数解析:
-O3 ； 编译器编译优化级别；
-mcmodel=small ；当单个Memory Array Size 大于2GB时需要设置此参数。
    //新的gcc已经不支持‘-mcmodel=medium’参数了，可以改为“-mcmodel=large”、“-mcmodel=small”、“-mcmodel=tiny”
-fopenmp； 适应多处理器环境；开启后，程序默认线程为CPU线程数，
           也可以运行时也可以动态指定运行的进程数 ：
           export OMP_NUM_THREADS=12   #12为自定义的要使用的处理器
-DSTREAM_ARRAY_SIZE=200000000；指定计算中a[],b[],c[]数组的大小，
    //这个参数是对测试结果影响最大，也是最需要关注的一个参数，它用来指定计算中a[],b[],c[]数组的大小，
    //它的值不能太大，也不能太小，太大的话，会影响测试准确性，太小的话，CPU Cache会干扰测试结果，不能测试出真实的内存带宽。
    //要确定合适的size值，首先要使用cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index3/size命令查看测试机的三级缓存，
    //假如测试机配置为8C32G，查到的三级缓存为16384K（也就是16MB），那么size最小应该设置为(8C*16MB/core)/8B=32M=32000000，官方建议为size的四倍，即128M=128000000
-DNTIMES=30 ；执行的次数，并且从这些结果中选最优值。
-DOFFSET=4096 ；数组的偏移，一般可以不定义。

• 运行

./stream.o 

Ps：

编译可能出现的报错

gcc: error: unrecognized argument in option ‘-mcmodel=medium’

gcc: note: valid arguments to ‘-mcmodel=’ are: large small tiny

原因：

新的gcc已经不支持‘-mcmodel=medium’参数了，可以改为“-mcmodel=large”、“-mcmodel=small”、“-mcmodel=tiny”

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Stream工具的使用

编译后执行测试

[email protected]:~/stream_5.10# ./stream.o 
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STREAM version $Revision: 5.10 $
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This system uses 8 bytes per array element.
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Array size = 200000000 (elements), Offset = 0 (elements)
Memory per array = 1525.9 MiB (= 1.5 GiB).
Total memory required = 4577.6 MiB (= 4.5 GiB).
Each kernel will be executed 30 times.
 The *best* time for each kernel (excluding the first iteration)
 will be used to compute the reported bandwidth.
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Number of Threads requested = 64
Number of Threads counted = 64
-------------------------------------------------------------
Your clock granularity/precision appears to be 1 microseconds.
Each test below will take on the order of 283742 microseconds.
   (= 283742 clock ticks)
Increase the size of the arrays if this shows that
you are not getting at least 20 clock ticks per test.
-------------------------------------------------------------
WARNING -- The above is only a rough guideline.
For best results, please be sure you know the
precision of your system timer.
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Function    Best Rate MB/s  Avg time     Min time     Max time
Copy:           10011.9     0.341517     0.319619     0.410092
Scale:          12862.1     0.263717     0.248792     0.308815
Add:            12651.1     0.399726     0.379415     0.448929
Triad:          12634.4     0.401277     0.379914     0.441468
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Solution Validates: avg error less than 1.000000e-13 on all three arrays
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