ЦЕНТР ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ С УДАЛЕННЫМ ДОСТУПОМ В НИЖЕГОРОДСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

В.П.Гергель, Р.Г.Стронгин

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород

Тел.: (8312) 65-64-82, факс: (8312) 65-85-92, e-mail: gergel@unn.ac.ru strongin@unn.ac.ru

В докладе рассматриваются принципы создания в Нижегородском госуниверситете (ННГУ) Центра высокопроизводительных вычислений с удаленным доступом.

1. Выбор вычислительной базы. Несмотря на существующие в последнее время быстрые темпы развития средств вычислительной техники (производительность ЭВМ удваивается практически каждые 5 лет), в различных областях приложений ВТ по прежнему имеются задачи, для решения которых быстродействия обычных компьютеров оказывается недостаточным. Так, например, известные проблемы "глобального вызова" (моделирование климата, генная инженерия и др.) требуют для проведения анализа вычислительных средств с производительностью порядка сотен миллиардов операций в сек. Создание центров высокопроизводительных вычислений, которые могли бы обеспечить выполнение таких объемных расчетов и на базе которых можно было бы организовать подготовку квалифицированных специалистов, способных решать подобные "сложно-вычислительные" проблемы, является важной научно-технической задачей настоящего времени.

Традиционный подход для решения трудоемких вычислительных задач состоит в использовании высокопроизводительных супер-ЭВМ. При всех достоинствах такого подхода следует отметить высокую стоимость таких вычислительных средств (порядка нескольких десятков миллионов долларов), а также часто существующую специализированность супер-компьютеров. Как результат, другой подход к организации вычислений большого объема, состоящий в использовании многопроцессорных вычислительных систем (МВС), выглядит более перспективным и экономически оправданным. К достоинствам такого подхода можно отнести:

Вместе с тем, использование МВС для решения вычислительных задач требует существенного изменения традиционных технологий разработки программного обеспечения. В качестве фундаментальной основы проведения таких изменений может быть использована методология создания распределенных вычислительных систем и применены методы параллельного программирования.

2. Общая характеристика МВС ННГУ. Для использования в качестве МВС для Центра высокопроизводительных вычислений выбрана многопроцессорная вычислительная система Power XPlorer фирмы Parsytec. Система включает в свой состав 4 микропроцессора PowerPC с общей пиковой производительностью 320 миллионов операций с плавающей запятой в сек. Выбор вычислительной базы был выполнен с учетом выполняемой программы Минобразования, Миннауки и Академии наук РФ по созданию единой сети быстродействующих многопроцессорных вычислительных систем. Приобретение МВС подобного типа позволило Нижегородскому госуниверситету войти в состав некоммерческого партнерства российских вузов "Объединение пользователей многопроцессорных компьютерных систем Parsytec".

3. Характеристика деятельности Центра. Центр высокопроизводительных вычислений организован как структурное подразделение Центра информатизации высшей школы ННГУ и помимо обеспечения технической эксплуатации МВС Power XPlorer ориентирован на задачи интеграции всех выполняемых работ в Нижегородском госуниверситете по проведению научных исследований и обучения в области применения многопроцессорных и распределенных вычислительных систем. Центром выполняются работы:

Для подготовки специалистов по решению сложных вычислительных задач с использованием многопроцессорных систем в учебную программу подготовки студентов по прикладной математике на факультете вычислительной математики и кибернетики ННГУ введен учебный курс "Многопроцессорные вычислительные системы и методы параллельного программирования", в рамках которого студенты проходят обширный лабораторный практикум на МВС Power XPlorer.

Выполнение работ Центра выполняется в тесном сотрудничестве с Институтом математического моделирования РАН, с Новосибирским государственным университетом и с Институтом прикладной механики УрО РАН.