Синхронное выполнение групповых операций в распределенных компонентах суперкомпьютеров и компьютерных кластерах
Автор: Стецюра Геннадий Георгиевич
Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Рубрика: Программное и аппаратное обеспечение для супер ЭВМ
Статья в выпуске: 4 (55) т.13, 2022 года.
Бесплатный доступ
В статье предлагаются децентрализованные процессы синхронизации действий распределенной группы активных компонентов (объектов) в суперкомпьютерах и компьютерных кластерах, ускоряющие их синхронный переход в заданные состояния и воздействие на внешнюю среду. Объектам не задается значение момента времени перехода. Им известен только факт появления совокупности событий, требующих наиболее быстрого перехода всех объектов в новое состояние. Для синхронизации объекты обмениваются оптическими сигналами по беспроводным каналам связи через ретранслятор оптических сигналов, объединяющий группы объектов. Синхронизация ускоряется за счет применения групповых операций, каждая из которых одновременно получает и обрабатывает данные группы распределенных объектов. Такая обработка выполняется групповыми операциями при передаче данных объектами, не увеличивая это время. Причем время обработки не зависит от количества данных, одновременно обрабатываемых операцией. Групповые операции выполняются в ретрансляторе, не содержащем вычислительных средств. В целом решения статьи ускоряют при возникновении непредвиденных событий переход асинхронно действующих распределенных объектов в заданное синхронное состояние. Такая возможность наиболее востребована для систем, работающих в режиме жесткого реального времени.
Суперкомпьютеры, компьютерные кластеры, децентрализованное управление, многоуровневая синхронизация действий объектов, распределенные внутрисетевые вычисления, групповые операции
Короткий адрес: https://sciup.org/143179417
IDR: 143179417 | УДК: 004.272.45 | DOI: 10.25209/2079-3316-2022-13-4-3-24
Synchronous execution of group operations in distributed supercomputer components and computer clusters
This paper proposes decentralized processes for synchronizing the actions of a distributed group of active components (objects) in supercomputers and computer clusters, allowing them to move to specified states or influence the external environment synchronously. The object action depends on the current state of the object and the external environment. The actions should start with the minimum delay after the possibility of their execution is detected. Synchronization is performed by exchanging optical signals over wireless communication channels through an optical signal repeater, combining one group of objects or sequences of groups of objects (layers). Accurate distance measurement performs the compensation of possible changes in distances between objects. Group operations accelerate synchronize and simultaneously receive data from a group of distributed objects. Data processing occurs during their transfer, without increasing the time. The operation time does not depend on the quantity of data processed by the operation. A group operation is performed in a repeater containing no computational means.
Список литературы Синхронное выполнение групповых операций в распределенных компонентах суперкомпьютеров и компьютерных кластерах
- Tennenhouse D., Smith J. M., Sincoskie W. D., Wetherall D.J., Minden G.J. A survey of active network research // IEEE Communications Magazine.– 1997.– Vol. 35.– No. 1.– pp. 80–86. https://doi.org/10.1109/35.568214
- Zilberman N., Watts P. M., Rotsos C., Moore A. W. Reconfigurable network systems and software defined networking // Proc. of the IEEE.– 2015.– Vol. 103.– No. 7.– pp. 1102–1124. https://doi.org/10.1109/JPROC.2015.2435732
- Tokusashi Y., Tu Dang H., Pedone F., Soul´e R., Zilberman N. The case for in-network computing on demand // EuroSys ’19: Proceedings of the Fourteenth EuroSys Conference 2019 (March 25–28, 2019, Dresden, Germany), New York: ACM.– 2019.– ISBN 978-1-4503-6281-8.– 16 pp. https://doi.org/10.1145/3302424.3303979
- Sapio A., Abdelaziz I., Aldilaijan A., Canini M., Kalnis P. In-network computation is a dumb idea whose time has come // HotNets-XVI: Proceedings of the 16th ACM Workshop on Hot Topics in Networks (30 November–1 December, 2017, Palo Alto, CA, USA), New York: ACM.– 2017.– ISBN 978-1-4503-5569-8.– pp. 150–156. https://doi.org/10.1145/3152434.3152461
- Kim D. Towards elastic and resilient in-network computing, CMU-CS-21-143.– Pittsburgh: Carnegie Mellon University.– 2021.– 150 pp. hUtRtpL://reports-archive.adm.cs.cmu.edu/anon/2021/CMU-CS-21-143.pdf
- IEEE standard for a precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems, IEEE Std 1588-2008 (Revision of IEEE Std 1588-2002).– 2008.– 269 pp. https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2008.4579760
- IEEE standard for a precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems, IEEE 1588-2019.– IEEE Instrumentation and Measurement Society.– 2020. hUtRtpLs://standards.ieee.org/ieee/1588/6825/
- Girela-L´opez F., L´opez-Jim´enez J., Jim´enez-L´opez M., Rodr´ıguez R., Ros E., D´ıaz J. IEEE 1588 high accuracy default profile: Applications and challenges // IEEE Access.– 2020.– Vol. 8.– pp. 45211–45220. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2978337
- Sliwczynski L., Krehlik P., Buczek L., Schnatz H. Picoseconds-accurate fiber-optic time transfer with relative stabilization of lasers wavelengths // Journal of Lightwave Technology.– 2020.– Vol. 38.– No. 18.– pp. 5056–5063. https://doi.org/10.1109/JLT.2020.2999158
- Moreira P., Darwazeh I. Digital femtosecond time difference circuit for CERN’s timing system.– 4 pp. hUtRtpLs://www.ee.ucl.ac.uk/lcs/previous/LCS2011/LCS1136.pdf
- Stetsyura G. Addition for supercomputer functionality // RuSCDays 2016: Supercomputing, Communications in Computer and Information Science.– vol. 687, eds. Voevodin V., Sobolev S., Cham: Springer.– 2017.– ISBN 978-3-319-55668-0.– pp. 251–263. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55669-7_20
- Rabinovich W.S., Goetz P. G., Mahon R., Swingen L. A., Murphy J. L., Ferraro M., Burris H. R., Moore Ch. I., Suite M. R., Gilbreath G. Ch., Binari S. C., Klotzkin D. J. 45-Mbit/s cat’s-eye modulating retroreflectors // Optical Engineering.– 2007.– Vol. 46.– No. 10.– 104001.– 8 pp. https://doi.org/10.1117/1.2789634
- Zhu Y., Wang G. Research on retro-reflecting modulation in space optical communication system, IOP Conference Series Earth and Environmental Science.– vol. 108.– 2018. https://doi.org/10.1088/1755-1315/108/3/032060
- Г. Г. Стецюра Сетевая информационно-вычислительная поддержка взаимодействия подвижных роботов // Проблемы управления.– 2018.– №5.– с. 56–65. hMttNp://mi.mathnet.ru/phut1t1p0s:2//doi.org/10.25728/pu.2018.5.6
- Стецюра Г. Г. Децентрализованная автономная синхронизация процессов взаимодействия мобильных объектов // Проблемы управления.– 2020.– №6.– с. 47–56. https://doi.org/10.25728/pu.2020.6.5
- StetsuraG. G.Commentson“Peripheral interface standards formicroprocessors” // Proceedings of the IEEE.– 1977.– Т. 65.– №11.– с. 1920. https://doi.org/10.1109/PROC.1977.10790
- Bosiljevac M., Babi´c D., Sipus Z. Temperature-stable LED-based light source without temperature control, Photonic Instrumentation Engineering III (15 March 2016, San Francisco, CA, USA), Proc. SPIE.– vol. 9754.– 2016.– 6 pp.
