Проблемы развития суперкомпьютерной отрасли в России: взгляд пользователя высокопроизводительных систем

Проблемы развития суперкомпьютерной отрасли в России: взгляд пользователя высокопроизводительных систем

Автор: Стегайлов Владимир Владимирович, Норман Генри Эдгарович

Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy

Рубрика: Программное и аппаратное обеспечение распределенных и суперкомпьютерных систем

Статья в выпуске: 1 (19) т.5, 2014 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Масштабируемость параллельных алгоритмов, перспективные архитектуры, путь к экзафлопсу, топология интерконнекта

Короткий адрес: https://sciup.org/14335967

IDR: 14335967

Список литературы Проблемы развития суперкомпьютерной отрасли в России: взгляд пользователя высокопроизводительных систем

  • Волков Д., Кузьминский М. Современные суперкомпьютеры: состояние и перспективы//Открытые системы. 1995. № 06. URL: http://www.osp.ru/os/1995/06/178750/.
  • Бахтияров С. Д., Дудников Е. Е., Евсеев М. Ю. Транспьютерные технологии. М. Радиосвязь. 1992. 250 с.
  • Широков Ф. В. На пути к пятому поколению компьютеров/Международный научно-исследовательский институт проблем управления. М., 1985.
  • Масалович А. Советский суперкомпьютер -возможен ли он сегодня?//Russian Dr. Dobb's Journal. 1991. №. 3. C. 12-15. URL: http://iam.ru/world/pic/super1991.doc.
  • История семейства процессоров Кронос. http://www.kronos.ru/.
  • Богатырев Р. Язык как основа архитектуры. Проект «Кронос» и путь к технологиям XDS//ComputerWeek-Moscow. 1998. № 20. URL: http://www.computer-museum.ru/histussr/kronos.htmnos.htm.
  • Zabrodin A. V., Levin V. K., Korneev V. V. The massively parallel computer system MBC-100//Lecture Notes in Computer Science, No. 964. Parallel Computing Technologies. Third International Conference, PaCT-95, St. Petersburg, Russia, Sept. 1995, Springer. P. 341-355.
  • Забродин А. В., Левин В. К., Корнеев В. В. Массово параллельные системы МВС-100 и МВС-1000//Научная сессия МИФИ-2000. Т. 2 Информатика и процессы управления. Информационные технологии. Сетевые технологии и параллельные вычисления. С. 194-195. URL: http://library.mephi.ru/data/scientific-sessions/2000/2/778.html.
  • Российско-белорусский кластер оценили в мире//Интернетиздание CNews.ru. 2003. http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2003/12/16/153053#.
  • Адамович И. А., Климов А. В., Климов Ю. А., Орлов А. Ю., Шворин А. Б. Опыт разработки коммуникационной сети суперкомпьютера «СКИФ-Аврора»//Программные системы: теория и приложения. 2010. Т. 1. Вып. 3. С. 107-123.
  • Елизаров Г. С., Горбунов В. С., Левин В. К., Лацис А. О., Корнеев В. В., Соколов А. А., Андрюшин Д. В., Климов Ю. А. Коммуникационная сеть МВС-Экспресс//Вычислительные методы и программирование. 2012. Т. 13. С. 103-109.
  • Корж А. А., Макагон Д. В., Бородин А. А., Жабин И. А., Куштанов Е. Р., Сыромятников Е. Л., Черемушкина Е. В. Отечественная коммуникационная сеть 3D-тор с поддержкой глобально адресуемой памяти//Вест. ЮУрГУ -серия «Мат. модел. и программирование». 2010. Т. 211. № 35. С. 41-53.
  • Слуцкин А. И. Симонов А. С., Жабин И. А., Макагон Д. В., Сыромятников Е. Л. Разработка межузловой коммуникационной сети ЕС8430 «Ангара» для перспективных российских суперкомпьютеров//Успехи совр. радиоэлектроники. 2012. №1.
  • Басалов В. Г., Вялухин В. М. Адаптивная система маршрутизации для отечественной системы межпроцессорных обменов СМПО-10G//Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов. 2012. № 3. С. 64-70.
  • Epperson M., Naegle J., Schutt J., Bohnsack M., Monk S., Rajan M., Doerfler D. HPC Top 10 InfiniBand Machine -A 3D Torus IB Interconnect on Red Sky//Sonoma Workshop. 2010. URL: http://www.openfabrics.org/archives/sonoma2010.htm.
  • Wilde T. 3D Torus for InfiniBand//HPC Advisory Council Switzerland Conference. 2012. URL: http://www.hpcadvisorycouncil.com/events/2012/Switzerland-Workshop/.
  • 3D Torus Topology with InfiniBand at San Diego Supercomputing Center//HPCwire. 2012. URL: http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-0130/3d_torus_Topology_with_infiniband_at_san_diego_supercomputing_ center.html.
  • Mielke U. Transputer Architecture and Occam -the Fascination of early, true Parallel Computing Anno 1983. URL: http://os.inf.tu-dresden.de/EZAG/abstracts/abstract_20130712.xml.
  • Blue Waters Opts Out of TOP500//HPCwire. 2012. URL: http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-1116/blue_waters_opts_out_of_top500.html.
  • Mantevo Project Home Page. URL: http://www.mantevo.org.
  • The Graph 500 List. URL: http://www.graph500.org.
  • Faraj A., Kumar S., Smith B., Mamidala A., Gunnels J., MPI collective communications on the Blue Gene/P supercomputer: algorithms and optimizations//17th IEEE Symposium on High Performance Interconnects. 2009. P. 63-72.
  • Chen D., Eisley N. A., Heidelberger P., Senger R. M., Sugawara Y., Kumar S., Salapura V., Satterfield D. L., Steinmacher-Burow B., Parker J. J. The IBM BlueGene/Q interconnection network and message unit//Proc. Int. Conf. for High Perf. Computing, Networking, Storage and Analysis (SC), 2011.
  • INCITE program. URL: http://www.doeleadershipcomputing.org/.
  • Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности/Под ред.: академика В. А. Садовничего, академика Г. И. Савина, чл.-корр. РАН Вл. В. Воеводина. -М.: Издательство МГУ, 2012. С. 42-49.
  • Sadovnichy V., Tikhonravov A., Voevodin V., Opanasenko V. “Lomonosov”: supercomputing at Moscow State University//In Contemporary High Performance Computing: From Petascale toward Exascale; Vetter J. S. Ed., CRC Press: Boca Raton, FL, 2013. P. 283-307.
  • Янилкин А. В., Жиляев П. А., Куксин А. Ю., Норман Г. Э., Писарев В. В., Стегайлов В. В. Применение суперкомпьютеров для молекулярно-динамического моделирования процессов в конденсированных средах//Вычислительные методы и программирование. 2010. Т. 11. С. 111-116.
  • Жиляев П. А., Стегайлов В. В. Ab initio молекулярная динамика: перспективы использования многопроцессорных и гибридных суперЭВМ//Вычислительные методы и программирование. 2012. Т. 13. С. 37-45.
  • Hutter J., Curioni A. Car-Parrinello molecular dynamics on massively parallel computers//Chemical Physics 2005. V. 6. P. 1788-1793.
  • 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. Предсказательное моделирование свойств и многомасштабных процессов в материаловедении. Для каких задач нужны суперкомпьютеры эксафлопсного класса?//Труды Национального суперкомпьютерного форума (НСКФ-2013), ИПС им. А.К. Айламазяна РАН, г. ПереславльЗалесский.
  • Grinberg L., Insley J. A., Fedosov D., Morozov V., Papka M. E., Karniadakis G. E. Tightly coupled atomistic-continuum simula. tions of brain blood flow on petaflop supercomputers//Computing in Science and Engineering. 2012. V. 14. N. 6. P. 58-67.
  • Štich I., Payne M. C., King-Smith R. D., Lin J.-S. Ab initio totalenergy calculations for extremely large systems: application to the Takayanagi reconstruction of Si(111)//Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 1351-1354.
  • Brommer K. D., Needels M., Larson B. E., Joannopoulos J. D. Ab initio theory of the Si(111)-(7x7) surface reconstruction: a challenge for massively parallel computation//Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 1355-1358.
  • Дуйсекулов А. Е., Елизарова Т. Г. Использование многопроцессорных вычислительных систем для реализации кинетически-согласованных разностных схем газовой динамики//Математическое моделирование. 1990. Т. 2. № 7. C. 139-147.
  • Дудников Е. Е. Мир ПК. 1993. Транспьютеры -новое средство построения параллельных архитектур//№ 6. С. 15-22.
  • Транспьютерные ускорители для ПК // № 8. С. 30–35. Программное обеспечение транспьютерных усилителей // № 9. С. 56–59.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp