Вычислительные шаблоны для высокопроизводительных многомасштабных вычисленийНИР

Computing templates for high performance multi-scale computing

Источник финансирования НИР

Хоздоговор, Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы

Этапы НИР

# Сроки Название
1 7 декабря 2015 г.-31 декабря 2015 г. Выбор и обоснование направления исследований
Результаты этапа: Объектом исследования являются современные суперкомпьютерные технологии и технологии высокопроизводительных вычислений, связанные с организацией многомасштабных вычислений. Цель исследования – выбор и обоснование направлений развития проекта с точки зрения организации вычислений на современных суперкомпьютерах и распределенных вычислительных средах, состоящих из нескольких одновременно работающих суперкомпьютеров. Методология выполнения работ заключается в поиске и анализе источников (актуальных публикаций и материалов конференций) для выявления основных особенностей, важных для организации многомасштабных расчетов на суперкомпьютерах. Анализируется проблемы и вызовы, встающие перед исследователями и разработчиками суперкомпьютерных технологий, и подходы к их решению. Исследуются существующие методы организации многомасштабных вычислений на высокопроизводительных вычислительных системах Результат работ могут быть использованы в рамках работ по теме «Вычислительные шаблоны для высокопроизводительных многомасштабных вычислений». Так как суперкомпьютерные технологии – исключительно динамично развивающаяся область, рекомендуется периодически актуализировать информацию, полученную в результате выполнения исследований.
2 1 января 2016 г.-31 мая 2016 г. Теоретические исследования
Результаты этапа: Объектом исследования являются методы отображения вычислительных шаблонов на архитектуру неоднородных вычислительных высокопроизводительных систем. Цель исследования – изучение всевозможных источников неоднородностей в современных суперкомпьютерах и их влияние на организацию выполнения вычислений. Исследование неоднородностей доступа к файловой системе проводится на примере суперкомпьютера «Ломоносов» МГУ. На основе исследования формируется тестовый вычислительный полигон, который войдет в состав российского сегмента экспериментального стенда для развертывания ЭО ПК ComPat. Методология выполнения работ заключается в поиске и анализе источников (актуальных публикаций и материалов конференций) для выявления основных особенностей неоднородной организации вычислительных систем. Для поиска неоднородностей при доступе к общей файловой системы суперкомпьютера «Ломоносов» используется специальное программное обеспечение. Вычислительный полигон формируется с помощью штатных средств администрирования суперкомпьютера. Результат работ будут использованы в рамках работ по теме «Вычислительные шаблоны для высокопроизводительных многомасштабных вычислений». Так как суперкомпьютерные технологии – исключительно динамично развивающаяся область, рекомендуется периодически актуализировать информацию, полученную в результате выполнения исследований.
3 1 июля 2016 г.-30 ноября 2016 г. Экспериментальные исследования
Результаты этапа: Объектом исследования являются методы интеграции компонентов ЭО ПК ComPat с промежуточным программным обеспечением многомасштабных расчетов MUSCLE и методы обеспечения запуска многомасштабных приложений на экспериментальном стенде с возможностью предоставления данных системного мониторинга. Цель исследования – организация выполнения многомасштабных приложений в среде суперкомпьютера МГУ «Ломоносов» и подготовка материалов для анализа выполнения отдельных процессов многомасштабных приложений. Многомасштабные приложения, как правило, состоят из нескольких одновременно выполняющихся и общающихся между собой программных компонентов, каждый из которых имеет различную природу и различные параметры производительности, и реализуют один из нескольких вычислительных шаблонов. Исследование и анализ выполнения процессов приложения позволит улучшить эффективность работы приложения, а также уточнить принадлежность приложения к тому или иному шаблону. Одновременное отслеживание динамических характеристик при выполнении приложения позволяет отыскать узкие места, в которых наблюдается снижение производительности. Методология выполнения работ заключается в организации вычислительного полигона для отработки технологий запуска и анализа многомасштабных приложений. Используются методы и средства анализа данных системного мониторинга суперкомпьютера «Ломоносов». Результат работ будут использованы в рамках работ по теме «Вычислительные шаблоны для высокопроизводительных многомасштабных вычислений» для оптимизации многомасштабных приложений.
4 1 января 2017 г.-31 мая 2017 г. Экспериментальные исследования
Результаты этапа: Объектом исследования являются методы интеграция разработанных программных компонентов ЭО ПК ComPat, ППО CLAVIRE и MUSCLE с программными компонентами ЭО ПК ComPat, разрабатываемыми иностранным партнером, в рамках интеграции компонентов планирования выполнения многомасштабного приложения, а также экспериментальные исследования производительности приложений многомасштабного моделирования из области биомедицины на основе ЭО ПК ComPat. Цель исследования – организация выполнения многомасштабных приложений в суперкомпьютерной среде и подготовка материалов для анализа выполнения отдельных процессов многомасштабных приложений. Многомасштабные приложения, как правило, состоят из нескольких одновременно выполняющихся и общающихся между собой программных компонентов, каждый из которых имеет различную природу и различные параметры производительности, и реализуют один из нескольких вычислительных шаблонов. Основным объектом исследования на данном этапе стало многомасштабное вычислительное приложение из области биомедицины, которое было интегрировано с библиотекой, реализующей межпроцессорные коммуникации. Методология выполнения работ заключается в организации вычислительного полигона в рамках суперкомпьютера «Ломоносов» МГУ, оборудованного средствами сбора и анализа данных системного мониторинга, и проведения серии экспериментальных расчетов с различными версиями приложения из области биомедицины. Результат работ будут использованы в рамках работ по теме «Вычислительные шаблоны для высокопроизводительных многомасштабных вычислений» для оптимизации многомасштабных приложений и дальнейшей интеграции программных компонентов ЭО ПК ComPat.
5 1 июля 2017 г.-30 ноября 2017 г. Обобщение и оценка результатов исследований
Результаты этапа: Объектом исследования являются материалы по тематике высокопроизводительных вычислений и многомасштабного моделирования, результаты, полученные в рамках выполнения настоящего проекта, а также экспериментальные исследования масштабируемости приложений многомасштабного моделирования на основе ЭО ПК ComPat. Цель исследования – организация выполнения многомасштабных приложений в суперкомпьютерной среде, мониторинг и анализ таких приложений, а также обобщение и оценка результатов работ по проекту. Многомасштабные приложения, как правило, состоят из нескольких одновременно выполняющихся и общающихся между собой программных компонентов, каждый из которых имеет различную природу и различные параметры производительности, и реализуют один из нескольких вычислительных шаблонов. Основным объектом экспериментального исследования на данном этапе стало многомасштабное приложение NEMO. Была организована серия множественных запусков приложения с различными параметрами, проанализированы его временные и динамические характеристики. Также был проведен обобщающий анализ выполненных по проекту работ, включая соответствие техническому заданию. Методология выполнения экспериментальных исследований заключается в применении программных и вычислительных ресурсов вычислительного полигона в рамках суперкомпьютера «Ломоносов» МГУ для анализа серии расчетов. Результаты работ используются в рамках исследований по теме «Вычислительные шаблоны для высокопроизводительных многомасштабных вычислений» для оптимизации многомасштабных приложений и интеграции программных компонентов ЭО ПК ComPat.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".