Развитие суперкомпьютерных технологий в ИММ РАН и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
https://doi.org/10.23947/2587-8999-2024-8-1-12-28
Аннотация
Представлен обзор работ в области суперкомпьютерных технологий, проводившихся в ИММ РАН и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Описаны этапы развития вычислительной техники и алгоритмы, разработанные для суперкомпьютерных систем, такие как гиперболизация уравнений, балансировка загрузки, отказоустойчивость, построение динамически адаптивных расчетных сеток, рациональная декомпозиция сеток, а также некоторые прикладные и научные задачи, успешно решаемые с использованием суперкомпьютеров.
Ключевые слова
суперкомпьютеры,
центр коллективного пользования,
гиперболические уравнения,
гиперболизация,
балансировка загрузки,
отказоустойчивость,
динамически адаптивные расчетные сетки,
рациональная декомпозиция сеток
При поддержке: Выражаем искреннюю благодарность за ценные обсуждения и предоставленные материалы руководителю ЦКП ИПМ им. М.В. Келдыша РАН С.В. Полякову, а также сотрудникам ЦКП, с использованием оборудования которого выполнены многочисленные расчеты, упомянутые в данной публикации.
Об авторах
М. В. Якобовский
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
Россия
Россия
Якобовский Михаил Владимирович, заместитель директора по научной работе
https://www.mathnet.ru/php/person.phtml?option_lang=rus&personid=22428
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57063571100
125047, Москва, Миусская пл., 4
М. А. Корнилина
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук
Россия
Россия
Корнилина Марина Андреевна, научный сотрудник
https://www.mathnet.ru/php/person.phtml?option_lang=rus&personid=32912
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55117411600
125047, Москва, Миусская пл., 4
Список литературы
1. Рейтинг суперкомпьютеров. URL: http://top500.org (дата обращения: 21.02.2024).
2. Елизарова Т.Г., Четверушкин Б.Н. Применение многопроцессорных транспьютерных систем для решения задач математической физики. Математическое моделирование. 1992;4(11):75–100.
3. Галушкин А.И., Точенов В.А. Транспьютерные системы — начало становления в России ЭВМ с массовым параллелизмом. Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2005;3:17–28.
4. Транспьютерные системы — начало становления в России ЭВМ с массовым параллелизмом. Сборник тезисов докладов НСКФ’2014. Переславль-Залесский: ИПС им. А.К. Айламазяна РАНС; 2014. 45 с. URL: https://2014.nscf.ru/TesisAll/0_PostMoore_Plenar/01_008_GalushkinAI.pdf (дата обращения: 21.02.2024).
5. Гибридный вычислительный кластер K-100. URL: http://www.kiam.ru/MVS/resourses/k100.html (дата обращения: 21.02.2024)
6. Давыдов А.А., Лацис А.О., Луцкий А.Е., Смольянов Ю.П., Четверушкин Б.Н., Шильников Е. В. Многопроцессорная вычислительная система гибридной архитектуры «МВС-Экспресс». Доклады Академии наук. 2010;434(4):459–463.
7. Центр коллективного пользования ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. URL: http://ckp.kiam.ru (дата обращения: 26.02.2024).
8. Четверушкин Б.Н., Чурбанова Н.Г. О применении принципа геометрического параллелизма для (α−β)-итерационного алгоритма. Математическое моделирование. 1991;3(3):123–129.
9. Абалакин И.В., Четверушкин. Б.Н. Кинетически согласованные разностные схемы как модель для описания газодинамических течений. Математическое моделирование. 1996;8(8):17–36.
10. Четверушкин Б.Н. Кинетически-согласованные схемы в газовой динамике: новая модель вязкого газа, алгоритмы, параллельная реализация, приложения. Москва: Издательство МГУ; 1999. 232 с.
11. Четверушкин Б.Н. Гиперболическая квазигазодинамическая система. Математическое моделирование. 2018;30(2):81–98.
12. Четверушкин Б.Н., Д’Асчензо Н., Савельев А.В., Савельев В.И. Кинетическая модель и уравнения магнитной газовой динамики. Журнал вычислительной математики и математической физики. 2018;58(5):716–725.
13. Савельев В.И., Четверушкин Б.Н. Моделирование задач магнитной гидродинамики на высокопроизводительных вычислительных системах. Математическое моделирование. 2020;32(12):3–13.
14. Снимок космического телескопа Хаббл. URL: https://apod.nasa.gov/apod/ap000706.html (дата обращения: 26.02.2024).
15. Cappello F. Fault Tolerance in Petascale/Exascale Systems: Current Knowledge, Challenges and Research Opportunities. International Journal of High Performance Computing Applications. 2009;23(3):212–226.
16. Четверушкин Б.Н., Якобовский М.В. Вычислительные алгоритмы и отказоустойчивость гиперэкзафлопсных вычислительных систем. Доклады Академии наук. 2017;472(1):1–5.
17. Четверушкин Б.Н., Якобовский М.В. Вычислительные алгоритмы и архитектура систем высокой производительности. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2018;52:12.
18. Chetverushkin B.N., Yakobovskiy M.V., Kornilina M.A., Semenova A.V. Numerical Algorithms for HPC Systems and Fault Tolerance Communications. Computer and Information Science. 2019;1063:34. https://doi.org/10.1007/978-3-030-28163-2_3
19. Корнилина М.А., Якобовский М.В. Моделирование эволюции сложных нелинейных систем на многопроцессорных вычислительных комплексах. Журнал физической химии. 1995;69(8):1545–1548.
20. Дородницын Л.В., Корнилина М.А., Четверушкин Б.Н., Якобовский М.В. Моделирование газовых течений при наличии химически активных компонентов. Журнал физической химии. 1997;71(12):2275–2281.
21. Самарский А.А. Теория разностных схем. Москва: Наука; 1989. 616 с.
22. Якобовский М.В. Обработка сеточных данных на распределенных вычислительных системах. Вопросы атомной науки и техники. Серия Математическое моделирование физических процессов. 2004;2:40–53.
23. Якобовский М.В. Инкрементный алгоритм декомпозиции графов. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия Математическое моделирование и оптимальное управление. 2005;1(28):243–250.
24. Fiedler M. A property of eigenvectors of nonnegative symmetric matrices and its application to graph theory. Czechoslovak Mathematical Journal. 1975;25(100):619–633. URL: http://www3.math.tu-berlin.de/Vorlesungen/SS14/MatricesGraphsPDEs/paper_for_students/CZMathJ-25-1975-Fiedler%20copy.pdf (дата обращения: 27.02.2024).
25. Hendrickson B., Leland R. A Multilevel Algorithm for Partitioning Graphs. Supercomputing ‘95 Proceedings. San Diego, CA, 1995. URL: http://www.leonidzhukov.net/hse/2016/networks/papers/MultilevelAlgorithmPartitioningGraphs.pdf (дата обращения: 27.02.2024).
26. Karypis G. Family of Graph and Hypergraph Partitioning Software. URL: http://glaros.dtc.umn.edu/gkhome/views/metis/ (дата обращения: 27.02.2024).
27. Pothen A., Simon H.D., Kang-Pu P.L. Partitioning Sparse Matrices with Eigenvectors of Graphs. Report RNR-89-009. July 1989. URL: http://snap.stanford.edu/class/cs224w-readings/Pothen89Partition.pdf (дата обращения: 27.02.2024).
28. Сухинов А.А. Математическое моделирование процессов переноса примесей в жидкостях и пористых средах. Дис. канд. физ.-мат. наук. Москва; 2009. 24 с.
29. Сухинов А.А. Реконструкция экологической катастрофы в Азовском море на основе математических моделей. Математическое моделирование. 2008;20(6):15–22.
30. Корнилина М.А., Якобовский М.В. Оценка накладных расходов при выполнении расчетов на локально измельчаемых сетках. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2022;102:36. https://doi.org/10.20948/prepr-2022-102
31. Григорьев С.К., Захаров Д.А., Корнилина М.А., Якобовский М.В. Динамическая балансировка нагрузки при использовании адаптивных локально измельчаемых сеток. Математическое моделирование. 2023;35(12):69–88. https://doi.org/10.20948/mm-2023-12-05
Рецензия
Для цитирования:
Якобовский М.В., Корнилина М.А. Развитие суперкомпьютерных технологий в ИММ РАН и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Computational Mathematics and Information Technologies. 2024;8(1):12-28. https://doi.org/10.23947/2587-8999-2024-8-1-12-28
For citation:
Yakobovskiy M.V., Kornilina M.A. Development of Supercomputer Technologies at the Institute of Mathematical Modelling and Keldysh Institute of Applied Mathematics of Russian Academy of Sciences. Computational Mathematics and Information Technologies. 2024;8(1):12-28. https://doi.org/10.23947/2587-8999-2024-8-1-12-28
Просмотров:
378
Послать статью по эл. почте 