<div dir="ltr"><div dir="ltr"><div dir="ltr">First I would add -gamg_est_ksp_type cg</div><div dir="ltr"><br></div><div>You seem to be converging well so I assume you are setting the null space for GAMG.</div><div><br></div><div>Note, you should test hypre also.</div><div><br></div><div>You probably want a bigger "-pc_gamg_process_eq_limit 50". 200 at least but you test your machine with a range on the largest problem. This is a parameter for reducing the number of active processors (on coarse grids).</div><div><br></div><div>I would only worry about "load3". This has 16K equations per process, which is where you start noticing "strong scaling" problems, depending on the machine.</div><div><br></div><div>An important parameter is "-pc_gamg_square_graph 0". I would probably start with infinity (eg, 10).</div><div><br></div><div>Now, I'm not sure about your domain, problem sizes, and thus the weak scaling design. You seem to be scaling on the background mesh, but that may not be a good proxy for complexity. </div><div><br></div><div>You can look at the number of flops and scale it appropriately by the number of solver iterations to get a relative size of the problem. I would recommend scaling the number of processors with this. For instance here the MatMult line for the 4 proc and 16K proc run:</div><div><div><font face="monospace, monospace"><br></font></div><div><font face="monospace, monospace">------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</font></div><div><font face="monospace, monospace">Event                Count      Time (sec)     Flop                             --- Global ---  --- Stage ---   Total</font></div><div><font face="monospace, monospace">                   Max Ratio  Max     Ratio   Max  Ratio  Mess   Avg len Reduct  %T %F %M %L %R  %T %F %M %L %R Mflop/s</font></div><div><font face="monospace, monospace">------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</font></div><div><font face="monospace, monospace">MatMult              636 1.0 1.9035e-01 1.0 3.12e+08 1.1 7.6e+03 3.0e+03 0.0e+00  0 47 62 44  0   0 47 62 44  0  6275 [2 procs]</font></div><div><font face="monospace, monospace">MatMult             1416 1.0 1.9601e+00<font color="#ff0000">2744.6</font> 4.82e+08 <font color="#00ff00">0.0</font> 4.3e+08 7.2e+02 0.0e+00  0 48 50 48  0   0 48 50 48  0 2757975 [16K procs]</font></div></div><div><br></div><div>Now, you have empty processors. See the massive load <font color="#ff0000">imbalance</font> on time and the <font color="#00ff00">zero</font> on Flops. The "Ratio" is max/min and cleary min=0 so PETSc reports a ratio of 0 (it is infinity really).</div><div><br></div><div>Also, weak scaling on a thin body (I don't know your domain) is a little funny because as the problem scales up the mesh becomes more 3D and this causes the cost per equation to go up. That is why I prefer to use the number of non-zeros as the processor scaling function but number of equations is easier ...</div><div><br></div><div><div>The PC setup times are large (I see 48 seconds at 16K bu you report 16). -pc_gamg_square_graph 10 should help that.</div><br class="gmail-Apple-interchange-newline"></div><div>The max number of flops per processor in MatMult goes up by 50% and the max time goes up by 10x and the number of iterations goes up by 13/8. If I put all of this together I get that 75% of the time at 16K is in communication at 16K. I think that and the absolute time can be improved some by optimizing parameters as I've suggested.</div><div><br></div><div>Mark</div><div><font face="monospace, monospace"><br></font></div><div><font face="monospace, monospace"><br></font></div><div><font face="monospace, monospace"><br></font></div><div><br></div></div></div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr">On Wed, Nov 7, 2018 at 11:03 AM "Alberto F. Martín" via petsc-users <<a href="mailto:petsc-users@mcs.anl.gov">petsc-users@mcs.anl.gov</a>> wrote:<br></div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
  

    
  
  <div text="#000000" bgcolor="#FFFFFF">
    Dear All,<br>
    <br>
    we are performing a weak scaling test of the PETSc (v3.9.0) GAMG
    preconditioner when applied to the linear system arising<br>
    from the <b>conforming unfitted FE discretization </b>(using Q1
    Lagrangian FEs) of a 3D PDE Poisson problem, where <br>
    the boundary of the domain (a popcorn flake)  is described as a
    zero-level-set embedded within a uniform background <br>
    (Cartesian-like) hexahedral mesh. Details underlying the FEM
    formulation can be made available on demand if you <br>
    believe that this might be helpful, but let me just point out that
    it is designed such that it addresses the well-known<br>
    ill-conditioning issues of unfitted FE discretizations due to the
    small cut cell problem. <br>
    <br>
    The weak scaling test is set up as follows. We start from a single
    cube background mesh, and refine it uniformly several<br>
    steps, until we have approximately either 10**3 (load1), 20**3
    (load2), or 40**3 (load3) hexahedra/MPI task when <br>
    distributing it over 4 MPI tasks. The benchmark is scaled such that
    the next larger scale problem to be tested is obtained<br>
    by uniformly refining the mesh from the previous scale and running
    it on 8x times the number of MPI tasks that we used<br>
    in the previous scale.  As a result, we obtain three weak scaling
    curves for each of the three fixed loads per MPI task<br>
    above, on the following total number of MPI tasks: 4, 32, 262, 2097,
    16777. The underlying mesh is not partitioned among <br>
    MPI tasks using ParMETIS (unstructured multilevel graph
    partitioning)  nor optimally by hand, but following the so-called <br>
    z-shape space-filling curves provided by an underlying octree-like
    mesh handler (i.e., p4est library).<br>
    <br>
    I configured the preconditioned linear solver as follows:<br>
    <br>
    -ksp_type cg<br>
    -ksp_monitor<br>
    -ksp_rtol 1.0e-6<br>
    -ksp_converged_reason<br>
    -ksp_max_it 500<br>
    -ksp_norm_type unpreconditioned<br>
    -ksp_view<br>
    -log_view<br>
    <br>
    -pc_type gamg<br>
    -pc_gamg_type agg<br>
    -mg_levels_esteig_ksp_type cg<br>
    -mg_coarse_sub_pc_type cholesky<br>
    -mg_coarse_sub_pc_factor_mat_ordering_type nd<br>
    -pc_gamg_process_eq_limit 50<br>
    -pc_gamg_square_graph 0<br>
    -pc_gamg_agg_nsmooths 1<br>
    <br>
    Raw timings (in seconds) of the preconditioner set up and PCG
    iterative solution stage, and number of iterations are as follows:<br>
    <br>
    **preconditioner set up**<br>
    (load1): [0.02542160451, 0.05169247743, 0.09266782179, 0.2426272957,
    13.64161944]<br>
    (load2): [0.1239175797  , 0.1885528499  , 0.2719282564  ,
    0.4783878336, 13.37947339]<br>
    (load3): [0.6565349903  , 0.9435049873  , 1.299908397    ,
    1.916243652  , 16.02904088]<br>
    <br>
    **PCG stage**<br>
    (load1): [0.003287350759, 0.008163803257, 0.03565631993,
    0.08343045413, 0.6937994603]<br>
    (load2): [0.0205939794    , 0.03594723623  , 0.07593298424,
    0.1212046621  , 0.6780373845]<br>
    (load3): [0.1310882876    , 0.3214917686    , 0.5532023879  ,
    0.766881627    , 1.485446003]<br>
    <br>
    **number of PCG iterations**<br>
    (load1): [5, 8, 11, 13, 13]<br>
    (load2): [7, 10, 12, 13, 13]<br>
    (load3): [8, 10, 12, 13, 13]<br>
    <br>
    It can be observed that both the number of linear solver iterations
    and the PCG stage timings (weakly) <br>
    scale remarkably, but t<b>here is a significant time increase when
      scaling the problem from 2097 to 16777 MPI tasks </b><b><br>
    </b><b>for the preconditioner setup stage</b> (e.g., 1.916243652 vs
    16.02904088 sec. with 40**3 cells per MPI task).<br>
    I gathered the combined output of -ksp_view and -log_view (only) for
    all the points involving the load3 weak scaling<br>
    test (find them attached to this message). Please note that within
    each run, I execute the these two stages up-to<br>
    three times, and this influences absolute timings given in 
    -log_view.<br>
    <br>
    Looking at the output of -log_view, it is very strange to me, e.g.,
    that the stage labelled as "Graph" <br>
    does not scale properly as it is just a call to MatDuplicate if the
    block size of the matrix is 1 (our case), and<br>
    I guess that it is just a local operation that does not require any
    communication.<br>
    What I am missing here? The load does not seem to be unbalanced
    looking at the "Ratio" column.<br>
    <br>
    I wonder whether the observed behaviour is as expected, or this a
    miss-configuration of the solver from our side.<br>
    I played (quite a lot) with several parameter-value combinations,
    and the configuration above is the one that led to fastest <br>
    execution  (from the ones tested, that might be incomplete, I can
    also provide further feedback if helpful).<br>
    Any feedback that we can get from your experience in order to find
    the cause(s) of this issue and a mitigating solution<br>
    will be of high added value.<br>
    <br>
    Thanks very much in advance!<br>
    Best regards,<br>
     Alberto.<br>
    <pre class="m_1687720227499487021moz-signature" cols="72">-- 
Alberto F. Martín-Huertas
Senior Researcher, PhD. Computational Science
Centre Internacional de Mètodes Numèrics a l'Enginyeria (CIMNE)
Parc Mediterrani de la Tecnologia, UPC
Esteve Terradas 5, Building C3, Office 215,
08860 Castelldefels (Barcelona, Spain)
Tel.: (+34) 9341 34223
<a class="m_1687720227499487021moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:e-mail:amartin@cimne.upc.edu" target="_blank">e-mail:amartin@cimne.upc.edu</a>

FEMPAR project co-founder
web: <a class="m_1687720227499487021moz-txt-link-freetext" href="http://www.fempar.org" target="_blank">http://www.fempar.org</a> 

________________
IMPORTANT NOTICE
All personal data contained on this mail will be processed confidentially and registered in a file property of CIMNE in
order to manage corporate communications. You may exercise the rights of access, rectification, erasure and object by
letter sent to Ed. C1 Campus Norte UPC. Gran Capitán s/n Barcelona.
</pre>
  </div>

</blockquote></div>