|
|
 |
• Содержание выпуска
Программное и аппаратное обеспечение распределенных и суперкомпьютерных
систем
Ответственный за рубрику: д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН Абрамов С.М.
Слева для каждой статьи показаны: присвоенный статье порядковый номер;
дата поступления статьи в
редакцию; количество страниц статьи в
формате А5; ссылка на полный текст статьи в формате PDF
/r1/pdf.jpg) .
|
1
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 03.02.2014
12 с.
/r1/pdf.jpg)
PDF |
Чуданов В.В., Горейнов С.А., Аксенова А.Е., Первичко
В.А., Макаревич А.А.
Новый метод решения CFD задач на кластерных ЭВМ петафлопсной
производительности
Описывается новый метод решения CFD задач на
кластерных ЭВМ петафлопсной производительности. Метод обладает
высокой эффективностью и позволяет достигать значительного
быстродействия за счет прямой реализации. Продемонстрирована
масштабируемость близкая к идеальной.
Ключевые слова: CFD, кластерные ЭВМ, петафлопсная
производительность. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_3-14.pdf |
|
2
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 03.02.2014
21 с.
PDF |
Климов А.В., Левченко Н.Н., Окунев А.С.,
Стемпковский А.Л.
Суперкомпьютеры, иерархия памяти и потоковая модель вычислений
Современные суперкомпьютеры устроены иерархически, и
глубина этой иерархии будет только расти. Структурная иерархия (ядро–чип–узел–шасси–стойка–система),
создает заметные неоднородности в коммуникационной сети. Иерархия
памяти тоже создает неоднородность доступа: больше объем – медленнее
доступ. Поэтому среди факторов неэффективности на первый план
выходят затраты на перемещения данных, и соответственно растет
сложность построения хорошо оптимизированных по этому фактору
программ. Возникающие трудности в значительной мере являются
следствием традиционной парадигмы программирования, восходящей к фон
Нейману. И хотя за нее имеются такие серьезные аргументы как
сложившиеся навыки и накопленный софтвер, все же полезно хотя бы в
теории понимать альтернативы. Мы видим корень проблем
фон-неймановского программирования в том, что в нем осуществляется
парадигма сбора, и предлагаем перейти к использованию модели
вычислений с управлением потоком данных, которой свойственна работа
в парадигме раздачи, и в которой в силу этого проблемы оптимизации
перемещения данных решаются и проще, и эффективнее.
Ключевые слова: суперкомпьютер, иерархия памяти,
подкачка данных, модель вычислений с управлением потоком данных,
парадигма сбора, парадигма раздачи, планирование вычислений. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_15-36.pdf |
|
3
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 03.02.2014
37 с.
PDF |
Затуливетер Ю.С., Фищенко Е.А., Артамонов С.Е., Козлов
В.А
Элементы стратегии опережения и архитектурные предпосылки к
созданию однокристального ускорителя массовых вычислений общего
назначения на базе архитектуры отечественного многопроцессорного
компьютера ПС-2000
Анализируются причины, проявления и индустриальные
проблемы кризиса структурного насыщения микропроцессорных архитектур.
Рассматривается состояние рынка однокристальных
компьютеров-ускорителей общего назначения для задач с массовым
параллелизмом. Предлагается концепция развития отечественной линии
высокопараллельных компьютеров ПС-2000, которые можно рассматривать
как первых представителей общедоступных многопроцессорных систем
класса GP (General Purpose). В развитие архитектуры ПС-2000
приводится описание свойств однокристальной масштабируемой и
комплексируемой многопроцессорной системы ПС-2000М, обладающей
архитектурным потенциалом опережения. Приводится сопоставление
архитектуры ПС-2000М с современными архитектурами однокристальных
компьютеров с массовым параллелизмом.
Ключевые слова: компьютерный кризис, архитектуры с
массовым параллелизмом, элементная база, однокристальные
компьютеры-ускорители, массовые вычисления общего назначения,
масштабируемость, комплексируемость, стратегия опережения. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_37-74.pdf |
|
4
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 10.02.2014
16 с.
PDF |
Чудинов С.М., Маликов С.Н.
Унифицированные электронные модули — универсальный инструмент
интеграции высокоуровневых ресурсов для решения научных и инженерных
задач
Рассматривается структура, состав и применение
Унифицированных электронных модулей (изделия УЭМ) для решения задач
цифровой локации в реальном масштабе времени с применением
модифицированных современных алгоритмов цифровой обработки сигналов
(ЦОС), а также построение масштабируемых вычислительных систем сбора
и цифровой обработки информации на базе УЭМ для решения задач
цифровой локации в различных областях науки и техники.
Ключевые слова: цифровая локация, изделие УЭМ, ПЛИС,
модули МЦЛ, субмодули стандарта FMC, программное обеспечение,
обработка изображений в медицине, геофизике, в службах МЧС. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_75-90.pdf |
|
5
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 17.02.2014
20 с.
PDF |
Беседин К.Ю., Костенецкий П.С.
Моделирование обработки запросов на гибридных вычислительных
системах с многоядерными сопроцессорами и графическими ускорителями
Данная статья посвящена оценке эффективности
применения графических ускорителей и многоядерных сопроцессоров в
параллельных системах баз данных. Для этого был разработан эмулятор
параллельной СУБД, позволяющий использовать вычислительный кластер,
оснащенный графическими ускорителями NVIDIA и сопроцессорами Intel
Xeon Phi. С помощью данного эмулятора был проведен ряд вычислительных
экспериментов.
Ключевые слова: параллельные СУБД, GPU, CUDA, Intel
MIC, Intel Xeon Phi. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_91-110.pdf |
|
6
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 13.02.2014
42 с.
PDF |
Стегайлов В.В., Норман Г.Э.
Проблемы развития суперкомпьютерной отрасли в России: взгляд
пользователя высокопроизводительных систем
За прошедшее десятилетие активная господдержка
ускорила развитие суперкомпьютерной отрасли в России. Сегодня в
стране работают несколько суперкомпьютеров большой
производительности, на которых решается все большее число
научно-технических задач. Набирает силу суперкомпьютерное
образование в ВУЗах. В то же время можно констатировать «однобокое»
развития отрасли в отношении представленных в стране
суперкомпьютерных архитектур и недостаточное развитие работ в
области развития массового параллелизма при решении прикладных задач.
В статье кратко рассмотрены основные тенденции того, как развивалась
архитектура и коммутационные сети лучших суперкомпьютеров мира,
начиная с 1990х гг. Выделено главное направление, которое побеждает
в условиях жесткой конкуренции возрастающего спроса на вычисления,
использующие все большее число процессоров (вычислительных ядер) в
одной задаче. Сформулированы предложения того, что нужно предпринять,
чтобы суперкомпьютерная отрасль в России не отстала бы от мирового
уровня, а встала бы на это же главное направление.
Критический настрой статьи ни в коей мере не нацелен на
преуменьшение достигнутых успехов в развитии суперкомпьютерной
отрасли нашей страны. Задача авторов состоит в попытке
акцентирования внимания суперкомпьютерного сообщества России на
вызовах, которые чувствует сегодня российский ученый, использующий
высокопроизводительные вычисления, при проведении исследований,
которые могли бы стать конкурентными в международном контексте.
Ключевые слова: топология интерконнекта, путь к
экзафлопсу, масштабируемость параллельных алгоритмов, перспективные
архитектуры. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_111-152.pdf |
|
7
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 17.02.2014
21 с.
PDF |
Затуливетер Ю.С., Фищенко Е.А.
Принципы формирования универсального бесшовно программируемого и
кибербезопасного алгоритмического пространства
Рассмотрены проблемы и принципы формирования в
ресурсах глобальных сетей универсально и бесшовно программируемой
среды распределённых вычислений. Проанализированы недостатки
современных компьютерных сред, разнородность которых является
причиной комбинаторной сложности проблем расширения систем
распределённых вычислений и обеспечения их кибербезопасности. Для
перехода к универсальному бесшовно программируемому и
кибербезопасному алгоритмическому пространству распределённых
вычислений использована математически замкнутая форма представления
данных и программ, воплощаемая в едином адресном пространстве
оперативной памяти, которое распространяемо на любую совокупность
компьютеров, связанных сетями. Сформулированы требования к новой
элементной базе — сетевому компьютеру с немикропроцессорной
архитектурой со встроенными на аппаратном уровне функциями ядра
операционных систем, обеспечивающих бесшовную программируемость
компьютеров, связанных сетями, их кибербезопасность и сетевую
маршрутизацию.
Ключевые слова: глобальные сети, распределённые
вычисления, математически однородное алгоритмическое пространство,
бесшовное программирование, универсальный сетевой компьютер,
немикропроцессорная архитектура, кибербезопасность, «умная» память. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_153-173.pdf |
|
8
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 17.02.2014
8 с.
PDF |
Румянцев А.С.
Задача оптимизации времени выполнения проекта в вычислительной
сети из персональных компьютеров
Рассмотрена модель процесса выполнения одного проекта
в вычислительной сети из персональных компьютеров при условии
равного времени выполнения подзаданий. Исследованы условия, при
которых репликация подзаданий между узлами сети сокращает общее
время выполнения проекта в двух частных случаях модели: при
выполнении пачек подзаданий, а также при ненулевом штрафе за
невыполнение подзадания.
Ключевые слова: вычислительные сети, стохастическое
моделирование, оптимизация. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_175-182.pdf |
|
9
Поступила в редакцию 02.12.2013
Подписана в печать 21.02.2014
8 с.
PDF |
Ивашко Е.Е.
Desktop Grid корпоративного уровня
В работе рассказывается о системах Desktop Grid
корпоративного уровня, их возможностях, отличительных особенностях и
приложениях. Даны примеры реализации систем промежуточного
программного обеспечения, предназначенных для организации
корпоративных Desktop Grid.
Ключевые слова:
Desktop Grid, Enterprise Desktop Grid,
распределенные вычисления. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_183-190.pdf |
|
10
Поступила в редакцию 28.02.2014
Подписана в печать 28.03.2014
54 с.
PDF |
Куксин А.Ю., Ланкин А.В., Морозов И.В., Норман Г.Э.,
Орехов Н.Д., Писарев В.В., Смирнов Г.С., Стариков С.В., Стегайлов
В.В., Тимофеев А.В.
ЗАЧЕМ и КАКИЕ нужны суперкомпьютеры
эксафлопсного класса? Предсказательное
моделирование свойств и многомасштабных
процессов в материаловедении
Предсказательное моделирование свойств и
многомасштабных процессов в материаловедении
Аннотация. Рассматривается подход, позволяющий выявить, для каких
задач нужны суперкомпьютеры эксафлопсного класса. Возможности
подхода рассмотрены на примерах актуальных задач материаловедения,
физики конденсированного вещества и плотной плазмы, для решения
которых необходимо атомистическое моделирование на современных и
создаваемых в настоящее время суперкомпьютерах. Для каждой задачи
проведено соответствие между набором изучаемых явлений и требуемым
уровнем быстродействия (числа ядер) вычислительной системы. Показана
масштабируемость параллельных программ моделирования и перспектива
расширения предсказательной способности методов по мере увеличения
числа вычислительных ядер и/или использования специализированных
архитектур (графические ускорители). Рассмотрена иерархия методов
моделирования, необходимых для адекватного описания свойств веществ
на различных пространственных и временных масштабах. На наиболее
глубоком нанометровом/пикометровом масштабе для моделирования
электронной динамики и построения эффективных потенциалов
взаимодействия частиц применяется теория функционала плотности (квантовая
молекулярная динамика). Классический метод молекулярной динамики
позволяет явно рассмотреть системы движущихся атомов вплоть до
микромасштабов. Выход на макромасштабы осуществляется с
помощью кинетических подходов и механики сплошных сред. Проведены
сравнения эффективности распараллеливания для топологий тора и
толстого дерева для трёх классов задач.
Ключевые слова: атомистическое моделирование, электронная структура,
молекулярная динамика, многомасштабное моделирование, радиационное
старение, лазерная абляция, нуклеация, гидраты, полимеры, пылевая
плазма, электрохимия, параллельная эффективность. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2014_1_191-244.pdf |
• Содержание выпуска
|
