|
|
 |
• Содержание выпуска
Программное и аппаратное обеспечение для суперЭВМ
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 14.12.2020
Подписана в печать 02.03.2021
17 с.
/r1/pdf.jpg)
PDF |
А. Д. Панферов, Н. А. Новиков, А. А. Трунов
Моделирование поведения графена во внешних
электрических полях
В работе представлены результаты, полученные при
разработке программного комплекса для
вычисления наблюдаемых параметров монослойного графена в условиях
действия на него внешнего электрического поля.
Используемая физическая модель позволяет детально воспроизводить
такие параметры, но требует большого объёма вычислений для
получения точных значений. Основой модели
является система кинетических уравнений,
обеспечивающих вычисление зависящей от времени функции распределения
носителей заряда в двумерном импульсном пространстве. Требуемые
вычислительные ресурсы пропорциональны количеству узлов
расчетной сетки, покрывающей импульсное
пространство. Характер поведения модели
позволяет использовать локальные сетки, покрывающие только
относительно небольшую часть полной области
определения вычисляемой функции.
Применительно к моделированию результатов действия коротких
высокочастотных импульсов электрического поля показано, что анализ
поведения модели при максимальном уровне
внешнего поля может использоваться для поиска
и локализации областей в импульсном пространстве, определение
функции распределения в которых достаточно для получения
значений наблюдаемых. Даже в условиях
действия слабых внешних электрических полей
область локализации функции распределения можно определять
по результатам вычисления её значений на относительно
разреженных сетках.
Получение наблюдаемых параметров основано на вычислении интегральных
характеристик функции распределения в двумерном импульсном
пространстве. Реализация такого интегрирования одновременно с
вычислением в параллельном режиме значений функции распределения
на оптимизированной сетке избавляет от ненужного сохранения
значений функции распределения, выдавая на
выходе одномерные временные ряды,
представляющие данные о динамике наблюдаемых параметров, интересных
с точки зрения анализа поведения рассматриваемой модели.
Ключевые слова:
численное моделирование, графен, функция
распределения носителей заряда, оптимальный выбор расчетной сетки,
вычисление наблюдаемых параметров. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2021_1_3-19.pdf |
|
цифровой идентификатор
статьи DOI |
https://doi.org/10.25209/2079-3316-2021-12-1-3-19 |
|
2
Поступила в редакцию 19.09.2020
Подписана в печать 02.03.2021
93 с.
PDF |
Б. Я. Штейнберг, О. Б. Штейнберг
Преобразования программ— фундаментальная
основа создания оптимизирующих
распараллеливающих компиляторов
В работе рассматриваются преобразования программ,
приводящие к ускорению. Приводятся публикации о различных
параллельных вычислительных архитектурах и
инструментах разработки эффективных программ
для них. Рассматривается сочетание распараллеливания и оптимизации
доступа к модулям памяти разного уровня. Отмечается, что
отставание автоматической оптимизации программ от
потребностей новых архитектур сдерживает
развитие новых перспективных вычислительных
систем. Формулируются задачи развития теории преобразования программ
и оптимизирующих (распараллеливающих)
компиляторов, которые могли бы привести к
существенному повышению производительности труда программистов.
Статья обосновывает призыв к модернизации оптимизирующей
компиляции.
Ключевые слова:
оптимизирующий компилятор, параллельные вычисления,
преобразования программ, локальность данных, оптимизация обращений к
памяти, тайл. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2021_1_21-113.pdf |
|
цифровой идентификатор
статьи DOI |
https://doi.org/10.25209/2079-3316-2021-12-1-21-113 |
|
3
Поступила в редакцию 18.12.2019
Подписана в печать 23.03.2021
14 с.
PDF |
А. В. Маханьков, М. О. Кузнецов, А. Д. Панферов
Эффективность использования сопроцессоров
NVIDIA для моделирования поведения носителей
заряда в графене
В развитии суперкомпьютерных технологий важную роль
играют специализированные аппаратные решения.
В настоящее время большинство вычислительных
систем максимальной производительности используют
математические сопроцессоры различных типов. По этой причине
при разработке прикладных программных решений,
рассчитанных на реализацию потенциала
современных вычислительных платформ, необходимо обеспечить
эффективное использование аппаратных ускорителей. В ходе
работы над программной системой для
моделирования поведения носителей заряда в
графене необходимо было решить задачу поддержки ею таких ускорителей
и исследовать эффективность полученного
решения. С учётом текущей ситуации и
перспективы ближайших лет выбор был сделан в пользу ускорителей
NVIDIA и программной технологии CUDA. В силу того, что
аппаратная архитектура ускорителей NVIDIA
имеет принципиальные отличия от архитектуры
CPU, а адаптированные для CUDA математические библиотеки
не поддерживают весь спектр алгоритмов, использовавшихся в
исходной версии программы, потребовалось
найти новые решения и оценить их
эффективность. В работе представлены особенности реализации
поддержки CUDA и результаты сравнительного
тестирования полученного решения на примере
задачи с реалистическими характеристиками.
Ключевые слова:
высокопроизводительные вычисления, гибридные
архитектуры, CUDA, графен, квантовое кинетическое уравнение. |
|
Ссылка на статью обязательна |
http://psta.psiras.ru/read/psta2021_1_115-128.pdf |
|
цифровой идентификатор
статьи DOI |
https://doi.org/10.25209/2079-3316-2021-12-1-115-128 |
|
|
|
• Содержание выпуска
|
