CentOS Fortran程序性能测试方法

在CentOS上进行Fortran程序性能测试，可采用以下工具及方法：

一、系统性能测试工具

• sysbench：支持CPU、内存、磁盘I/O等测试。
  • CPU测试：sysbench cpu --threads=4 --events=10000 run，查看总时间评估性能。
  • 内存测试：sysbench memory --threads=4 --time=0 run，分析内存带宽。
• fio：用于磁盘I/O性能测试，可模拟随机读写、顺序读写。
  • 随机读测试：fio --ioengine=libaio --rw=randread --filename=testfile --runtime=60 --size=1G，关注IOPS。
  • 顺序写测试：fio --ioengine=libaio --rw=write --filename=testfile --runtime=60 --size=1G，查看带宽（BW）。

二、代码级性能分析工具

• gprof：
  1. 编译时添加-pg选项：gfortran -pg -o program program.f90。
  2. 运行程序生成gmon.out文件，通过gprof program gmon.out > analysis.txt生成报告，分析函数调用次数及耗时。
• Intel VTune Profiler：
  1. 安装后运行vtune -collect hotspots ./program，通过图形界面分析热点函数及并行性能。
• perf：
  1. CPU热点分析：perf record -F 99 -g -p <PID>，生成报告后用perf report查看。
  2. 内存与I/O分析：支持缓存命中率、缺页异常等硬件事件统计。

三、并行与优化工具

• OpenMP基准测试：通过omp_bench等工具评估多线程并行性能，需在编译时添加-fopenmp选项。
• Stream：专门测试内存带宽，编译后运行可获取Copy、Scale等指标。

四、网络性能测试（若涉及通信）

• iperf：测试网络带宽及延迟，需在服务端和客户端分别运行iperf -s和iperf -c <IP>。

注意事项

• 编译时需保留调试符号（-g选项），确保工具能正确解析函数信息。
• 针对多核环境，可通过设置环境变量OMP_NUM_THREADS控制并行线程数。

以上工具可根据具体测试需求选择，例如gprof适合代码级优化，sysbench和fio适合系统级性能评估[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]。