Конференции ИВТ СО РАН

X Российская конференция с участием иностранных ученых "Распределенные информационно-вычислительные ресурсы”

Академгородок, г. Новосибирск, Россия, 6-8 октября 2005 г.

Тезисы докладов

Развитие Красноярского центра параллельных вычислений

Исаев С.В., Малышев А.В., Шайдуров В.В.

Институт вычислительного моделирования СО РАН (Красноярск)

Красноярский суперкомпьютерный центр создан в 2002 году с началом эксплуатации и обслуживания приобретенной ИВМ СО РАН многомашинной вычислительной системы кластерной архитектуры МВС-1000/16, разработанной в НПО <Квант> и ИПМ РАН.

Проблемы по запуску, подключению к сети, настройке программного обеспечения кластера были успешно разрешены и к середине 2002 года система работала в круглосуточном режиме. Доступ к кластеру получили пользователи корпоративной сети, объединяющей все научные учреждения Красноярского научного центра РАН (КНЦ РАН), а также Красноярского государственного технического университета и Красноярского государственного университета. Благодаря программной совместимости МВС-1000/16 с МВС-1000М Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН у пользователей Красноярского научного центра появилась возможность переносить на него программы, требующие большей вычислительной мощности.

Наиболее распространенные расчеты - исследование свойств наноструктур и молекулярных соединений - велись в трех институтах КНЦ СО РАН с разными версиями, в том числе параллельными, готового программного комплекса HyperChem, предоставленными зарубежными партнерами или взятыми в открытом распространении. Исследования велись в области кристаллов (ИФ СО РАН), свойств химических соединений (ИХХТ СО РАН), молекулярных свойств биологических соединений (ИФ СО РАН, ИВМ СО РАН). Без МВС 1000/16 исследования таких сложных молекул были бы невозможны. С применением МВС-1000/16 и МВС-1000М велись расчеты давления солнечного ветра и теплового давления Земли на искусственные спутники Земли с целью уточнения параметров их орбит в реальных условиях с учетом переотражения и специальных индикатрис рассеяния и поглощения, а также начато решение приливных уравнений Лапласа для Мирового океана. Приемлемая точность расчетов стала возможной лишь при использовании многопроцессорной вычислительной техники.

В настоящее время на кластере зарегистрировано 25 пользователей. С учетом резервирования под отладочные задачи пяти вычислительных узлов из 15, реальная суммарная загрузка процессоров составляет около 60% и близка к максимально возможной.

Главной задачей МВС-1000/16 в настоящее время, в связи с недостаточной производительностью, является обучение параллельному программированию и отладка параллельных программ, которые затем могут запускаться на кластере МВС-1000М Межведомственного суперкомпьютерного центра. Институт координирует подключение пользователей КНЦ СО РАН к последнему кластеру. В настоящее время там зарегистрировано 7 пользователей, работающих над четырьмя проектами.

В связи с невозможностью модификации существующего кластера и имеющейся потребностью в вычислительных ресурсах в 2004 году начались работы по проектированию и началу сборки новой многопроцессорной вычислительной системы МВС-1000/25 для замены имеющейся.

Произведено исследование архитектуры и конструктивных решений современных многопроцессорных систем. Сделаны выводы и разработаны конструктивные решения по созданию в ИВМ СО РАН кластера на основе 24 вычислительных и одного управляющего узла двухсетевой архитектуры.

Произведен анализ возможных решений по организации обмена между вычислительными узлами, в результате которого сделан вывод о целесообразности использовании технологии Gigabit Ethernet в связи с небольшой стоимостью и удовлетворительной производительностью. Произведен сравнительный анализ характеристик имеющихся на рынке коммутаторов, выбраны и закуплены два коммутатора для организации сети управления и поддержки сетевой файловой системы, а также сети обмена данными между вычислительными модулями.

Выполнено комплексное сравнительное тестирование двух узлов различной архитектуры (Pentium-4 и AMD-64) с использованием трех различных компиляторов. Интегральный тест показал превосходство системы AMD-64 на комплексных операциях: при работе с ядром операционной системы, с ядром сетевой подсистемы, в системных операциях в 1.2 - 1.5 раз. На основе данных тестирования сделан выбор в пользу архитектуры AMD-64 в силу более высокой вычислительной производительности.

В настоящий момент созданная многопроцессорная вычислительная система МВС-1000/25 имеет производительность около 105.6 млрд. операций в секунду, что в 7 раз превосходит имеющуюся систему МВС-1000/16 (14 млрд. операций в секунду) и имеет в 2 раза большую оперативную память и разрядность каждого вычислительного узла. По данным www.supercomputers.ru создаваемая система в финальном варианте будет находиться в списке 50-ти мощных суперкомпьютеров СНГ. В настоящее время суперкомпьютер находится в опытной эксплуатации, его окончательный ввод планируется в конце 2005 г.

1 Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 05-07-90201-в

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]