СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЙ ЦЕНТР РОСТОВСКОГО ГОСУНИВЕРСИТЕТА НА БАЗЕ СУПЕР-ЭВМ NCUBE 2S

А.А.Букатов, В.Н.Дацюк

Ростовский государственный университет, Ростов-на-Дону

Тел.: (8632) 28-04-55, тел./факс: (8632) 28-57-94, e-mail: baa@rnd.runnet.ru, root@rsuss1.rnd.runnet.ru

Суперкомпьютерный центр (СКЦ) Ростовского государственного университета (РГУ) создан на базе суперкомпьютера (СК) nCube 2S, приобретенного на средства, выделенные Администрацией Ростовской области и Минобразования РФ. Этот СКЦ является единственным как в Южно-Российском регионе, так и в вузах системы Минобразования. Поэтому, в соответствии разработанной Миннауки РФ концепцией создания СКЦ для науки и образования России, запланировано дальнейшее развитие СКЦ РГУ и создание на его базе Южно-Российского (ЮР) СКЦ, в задачи которого будет входить обеспечение возможности дистанционного использования суперкомпьютерных ресурсов в сети российских университетов и в региональных научно-образовательных сетях Юга России.

Установленная в СКЦ РГУ вычислительная система nCube включает 64-процессорный СК nCube 2S, имеющий гиперкубовую архитектуру, и управляющий (host) компьютер SGI, обеспечивающий подготовку программ к их выполнению на СК и организацию этого выполнения. Установленный в РГУ СК nCube 2S имеет пиковую производительность порядка 0,2 Mflops, объем ОЗУ - 2 GB, объем внешней памяти - 20 GB. Все вычисления выполняются над 64-разрядными значениями. Хотя пиковая производительность 0,2 Mflops по сегодняшним меркам и является довольно скромной, она может быть многократно повышена путем увеличения числа процессоров вплоть до 8192. Архитектура nCube 2S обеспечивает высокую степень масштабируемости. При этом с увеличением числа процессоров пропорционально увеличивается суммарная емкость каналов передачи данных между процессорами. Кроме того, вне зависимости от числа процессоров, СК сохраняет логическую структуру связей между процессорами, что позволяет при увеличении числа процессоров (и производительности) СК использовать практически без изменения разработанные программы.

Система программного обеспечения (ПО) вычислительной системы nCube включает установленную host-компьютере SGI 4D/35 среду параллельного программирования PSE (Parallel Software Environment), построенную на базе ОС UNIX, и работающее на каждом из процессоров nCUBE UNIX-подобное микроядро nCX, обеспечивающее поддержку выполнения и взаимодействия программ. Среда параллельного программирования PSE включает компиляторы параллельных расширений языков высокого уровня FORTRAN-77 и C, библиотеки программ межпроцессорного взаимодействия и взаимодействия nCube с управляющим компьютером, базовые математические параллельные библиотеки, отладчик параллельных программ nCube. Дополнительно к ПО, входящему в комплект поставки, на СК nCube 2S СКЦ РГУ установлены мобильная система параллельного программирования MPI, являющаяся базовой системой реализации различных пакетов прикладных программ, и параллельный пакет прикладных программ ScaLAPACK, предназначенный для решения задач линейной алгебры. Следует отметить эффективность реализации этого пакета. При достаточно большом размере обрабатываемых матриц (ориентировочно, начиная с матриц размера 1024*1024) операции над матрицами на 64 процессорах выполняются примерно в 40-50 раз быстрее, чем на одном. Достигаемая при этом производительность вычислений составляет около 70% пиковой.

Для обеспечения возможности доступа пользователей СК nCube к документации по системе ПО обеспечения этого СК электронные версии этой документации размещены на Web-сервере rsuss1.rnd.runnet.ru. В плане работ СКЦ РГУ предусмотрено создание и размещение на одном из Web-серверов РГУ системы поддержки дистанционного изучения методов и средств программирования СК nCube.

В настоящее время СК nCube используется для построения 3-мерной гидродинамической модели для Азовского моря, Таганрогского залива и Мобилского залива (штат Алабама, США). В дальнейшем предполагается использовать этот компьютер для решения ряда других задач, включающих, в частности: