Эксафлопсные суперЭВМ. 1 контуры архитектуры
Автор: Степаненко Сергей Александрович, Южаков Василий Васильевич
Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Рубрика: Программное и аппаратное обеспечение распределенных и суперкомпьютерных систем
Статья в выпуске: 4 (18) т.4, 2013 года.
Бесплатный доступ
Исследованы архитектурные аспекты вычислительных систем эксафлопной производительности. Оценены параметры вычислительной и коммуникационной сред. Показано, что для достижения эксафлопной производительности необходимы гибридные системы. Процессорные элементы этих систем содержат ядра универсальных процессоров и арифметические ускорители. Они реализуют MIMD и SIMD дисциплины вычислений соответственно. Эффективное задействование эксафлопных гибридных систем требует принципиально нового программного обеспечения и средств архитектурного масштабирования эффективности. Применение перечисленных средств иллюстрируется на примерах тестовых программ молекулярной динамики и NPB LU. В результате достигается динамическая адаптируемость архитектуры к особенностям исполняемой программы, что в свою очередь обеспечивает эффективность применения эксафлопных суперЭВМ.
Архитектурные средства масштабирования эффективности, гибридные архитектуры, гибридные реконфигурируемые структуры, минимизация длительности обменов, топологическое резервирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14335965
IDR: 14335965
Список литературы Эксафлопсные суперЭВМ. 1 контуры архитектуры
- Цилькер Б. Я., Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем. С.-Пб., 2004 г.
- Концепция по развитию технологии высокопроизводительных вычислений на базе суперЭВМ эксафлопного класса на 2012-2020 гг. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rosatom.ru/wps/wcm/connect/rosatom/rosatomsi te/aboutcorporation/nauka/.
- SC11 Keynote by Nvidia CEO Jen-Hsun Huang [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://blogs.nvidia.com/2011/11/exascale-aninnovator%E2%80%99s-dilemma/.
- Rick Stevens and Andy White. A DOE Laboratory plan for providing exascale applications and technologies for critical DOE mission needs [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://computing.ornl.gov/workshops/SCIDAC2010/r_stevens.pdf.
- International Exascale Software Project URL: www.exascale.org.
- Режим доступа:: http://www.ecmwf.int/newsevents/meetings/workshops/2010/high_performance_computing_14th/presentations/barkai.pdf.
- SC'09 Exascale Panel. Steve Scott. Cray Cheef Technology Officer. Exhibitor Forum, SC’09.
- The Future of GPU Computing [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nvidia.com/content/GTC/documents/SC09_Dally.pdf.
- Tomohiro Inoue. Fujutsu Limited. The 6D Mesh/Torus Interconnect of K Computer. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.fujitsu.com/downloads/TC/sc10/interconnect-of-kcomputer.pdf.
- Bob Alverson, Edwin Froese, Larry Kaplan and Duncan Roweth. Cray Inc. Cray XC Series Network. [Электронный ресурс]. Режим доступа:: http://www.cray.com.
- Infiniband Roadmap. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.infinibandta.org/content/pages.php?pg=technology_o verview.
- IBM Blue Waters [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ncsa.illinois.edu/BlueWaters.
- Cray Titan [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.knoxnews.com/news/2011/mar/07/oak-ridge-labto-add-titanic-supercomputer/.
- Liu N., Carothers C., Cope J. Ross R. Model and Simulation of Exascale Communication Network. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mcs.anl.gov/uploads/cels/papers/P1937-0911.pdf.
- Степаненко С. А. Оценки ускорения вычислений гибридными системами.//Пленарные доклады Пятой международной конференции "Параллельные вычисления и задачи управления" PACO'2010 Москва, 26-28 октября 2010 г. М.: Учреждение Российской академии наук. Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН с. 61-71, ISBN 978-5-91450-062-4.
- Крючков И. А., Степаненко С. А., Рыбкин А. С. Реализация статической маршрутизации и оптимального размещения вычислительных процессов в мультипроцессорных средах.//«Молодежь в науке». Сборник докладов шестой научно-технической конференции. Саров, 2008 г. с. 172-176.
- Степаненко С. А. Топологическое резервирование мультипроцессорных сред выделенными элементами.//Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ №10, 2005 г. с. 50-60.
- Воронин Б. Л. Ерофеев А. М., Копкин С. В., Крючков И. А., Рыбкин А. С., Степаненко С. А., Южаков В. В. Применение арифметических ускорителей для расчета задач молекулярной динамики по программному комплексу МД.//«Вопросы атомной науки и техники». Сер. Математическое моделирование физических процессов. 2009 г., вып. 2.
- Степаненко С. А. Топологическое резервирование мультипроцессорных сред//Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 2002 г. вып. 4, с. 55-60.
- NASA, «NAS Parallel Benchmars» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nas.nasa.gov/Resources/Software/npb.ht ml.
- Barrett B., Barrett R., Brandt J. and others. Report of Experiments and Evidence for ASC L2 Milestone 4467 -Demonstration of a Legacy Application’s Path to Exascale; Sandia Report, SAND2012-1750, Printed March 2012.
- J. T. Daly. A higher order estimate of the optimum checkpoint interval for restart dumps.//Los Alamos National Laboratory. M/S, Los Alamos, NM 87545, USA. 28 December 2004. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.sciencedirect.com.
- Hao Yu, I-Hsin Chung, Jose Moreira. Topology Mapping for Blue Gene/L Supercomputer. SC2006 November 2006. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ibm.com.
- Network Resiliency for Cray XETM Systems. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://fs.hlrs.de/projects/craydoc/docs/books/S-00323101/html-S-0032-3101/index.html.
- Степаненко С. А. Коммуникационные параметры мультипроцессорных сред.//Сборник докладов IX Международного семинара по супервычислениям и математическому моделированию. Саров, 3-7 октября 2006 г., с. 96.
- Stepanenko, S. A. 2012. Estimated speedups of hybrid reconfigurable systems. XIV International conference “Supercomputing and Mathematical Modeling”. RFNC-VNIIEF, Sarov, October 1-5, 2012, p. 120 [in Russian].
