Набор методических тестовых программ для численного моделирования параметров высокопроизводительных вычислительных систем
Алексей Олегович ИГНАТЬЕВ,
Сергей Юрьевич МОКШИН,
Александр Викторович ЕРШОВ,
Артем Владимирович КАРПЕЕВ,
Рим Фанавиевич МУХАМАДИЕВ,
Елена Михайловна РОМАНОВА,
Денис Александрович УШАКОВ,
Вадим Олегович АНИСОВ https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2024-36(2)-9
Аннотация
Неотъемлемой частью процесса создания высокопроизводительных вычислительных систем, предназначенных для решения задач численного моделирования различных физических процессов, является проверка их соответствия на заявленные при их проектировании характеристики. При этом существует проблема оценки производительности вычислительных систем на синтетических тестах, значительно уступающих по математической сложности реальным прикладным задачам. В статье рассматривается разработанный авторами набор тестовых программ, позволяющий более точно оценивать реальную производительность вычислительных систем.
Об авторах
Алексей Олегович ИГНАТЬЕВ
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 1998 года. Сфера научных интересов: проектирование вычислительных систем, разработка параллельных программ численного моделирования, разработка операционных систем, методы и средства защиты информации.
Сергей Юрьевич МОКШИН
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2016 года. Сфера научных интересов: проектирование вычислительных систем, разработка функциональных подсистем для высокопроизводительных вычислительных систем, разработка операционных систем, методы и средства защиты информации.
Александр Викторович ЕРШОВ
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2020 года. Сфера научных интересов: разностные методы решения интегро-дифференциальных уравнений, разработка параллельных программ численного моделирования.
Артем Владимирович КАРПЕЕВ
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2015 года. Сфера научных интересов: численные методы решения уравнения механики сплошной среды, параллельные технологии для современных высокопроизводительных вычислительных систем.
Рим Фанавиевич МУХАМАДИЕВ
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2012 г. Сфера научных интересов: разработка параллельных программ численного моделирования
Елена Михайловна РОМАНОВА
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2015 года. Сфера научных интересов: уравнения переноса частиц, разработка алгоритмов решения уравнения переноса частиц для современных вычислительных платформ.
Денис Александрович УШАКОВ
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
Научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2015 года. Сфера научных интересов: уравнения диффузии, разработка алгоритмов решения уравнения диффузии для современных вычислительных платформ.
Вадим Олегович АНИСОВ
Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина
Россия
Россия
Научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина» с 2015 года. Сфера научных интересов: уравнения диффузии, разработка алгоритмов решения уравнения диффузии для современных вычислительных платформ.
Список литературы
1. . Игнатьев А.О., Мокшин С.Ю. Типовая архитектура высокопроизводительной вычислительной системы для решения задач численного моделирования, Препринт РФЯЦ-ВНИИТФ № 265, Снежинск, 2020 г., 21 с.
2. . TOP-500. Available at: https://www.top500.org/ accessed 07.05.2024.
3. . HPC Linpack. Available at: https://netlib.sandia.gov/benchmark/hpl/, accessed 07.05.2024.
4. . HPCG. Available at: https://www.hpcg-benchmark.org/, accessed 07.05.2024.
5. . NAS Parallel Benchmarks. Available at: https://www.nas.nasa.gov/software/npb.html, accessed 07.05.2024.
6. . Gropp W., Lusk E., Skjellum A. Using MPI: Portable parallel programming with the message-passing interface. – Second edition. – The MIT Press, 1999
7. . OpenMP. Available at: https://www.openmp.org/, accessed 07.05.2024.
8. . CUDA Toolkit. Available at: https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit/, accessed 07.05.2024.
9. . ASC Purple. Available at: https://asc.llnl.gov/computers/historic-decommissioned-machines/purple, accessed 07.05.2024.
10. . High Performance Computing benchmarks. Available at: https://openbenchmarking.org/suite/pts/hpc, accessed 07.05.2024.
11. . Алексеев А.В., Беляев С.П., Бочков А.И. и др. Методические прикладные тесты РФЯЦ-ВНИИЭФ для численного исследования параметров высокопроизводительных вычислительных систем. ВАНТ, сер. Математическое моделирование физических процессов. 2020. Вып. 2., с. 86-100.
12. . ГОСТ Р 57700.18-2019. Высокопроизводительные вычислительные системы. Требования к тестовым программам приемочных испытаний.
13. . Carlson B.G. A method of characteristics and other improvements in solutions methods for the transport equation. Nuclear Science and Engineering. 1976, №3, p. 408-425.
14. . Басс Л.П., Волощенко А.М., Гермогенова Т.А. Методы дискретных ординат в задачах о переносе излучения. Сборник, ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР, 1986.
15. . Владимиров В.С. Математические задачи односкоростной теории переноса частиц. Труды МИАН СССР, 1961.
16. . Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров – М.: Наука, 1970.
17. . Лебедев С.Н., Писарев В.Н., Романова Е.М. и др. Параллельные вычисления при решении стационарного уравнения переноса. Международный семинар “Супервычисления и математическое моделирование”, Тезисы, Саров, 2000.
18. . Самарский А.А. Теория разностных схем. – 3-е изд., испр. – М.: Наука, 1989. – 616 с.
19. . Гаджиев А.Д., Писарев В.Н., Рыкованов В.В., Шестаков А.А. Методика и программа для решения двумерного уравнения теплопроводности. ВАНТ. Методики и программы численного решения задач математической физики, 1985, вып. 1, с. 53-65.
20. . Писарев В.Н. О параметрическом семействе схем «РОМБ» для нелинейного уравнения теплопроводности. ВАНТ. Методики и программы численного решения задач математической физики, 1986, вып. 3, с. 44-52.
21. . Модестов Д.Г. Оценка временной постоянной при учете запаздывающих нейтронов. ВАНТ, 2022, вып.1, с 17-26.
22. . Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. – 8-ое, переработанное изд. – М.: Наука, 1977.
23. . Gentry R.A., Martin R.E., Daly B.J. An eulerian differencing method for unsteady compressible flow problems // Journal of Computational Physics. – 1966. – vol. 1.
24. . Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М. Наука, 1966г, 688стр.
Рецензия
Для цитирования:
ИГНАТЬЕВ А.О., МОКШИН С.Ю., ЕРШОВ А.В., КАРПЕЕВ А.В., МУХАМАДИЕВ Р.Ф., РОМАНОВА Е.М., УШАКОВ Д.А., АНИСОВ В.О. Набор методических тестовых программ для численного моделирования параметров высокопроизводительных вычислительных систем. Труды Института системного программирования РАН. 2024;36(2):109-126. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2024-36(2)-9
For citation:
IGNATYEV A.O., MOKSHIN S.Yu., ERSHOV A.V., KARPEEV A.V., MUKHAMADIEV R.F., ROMANOVA E.M., USHAKOV D.A., ANISOV V.O. A Set of Methodological Test Programs for the Numerical Research of High-Performance Computing Systems Parameters. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2024;36(2):109-126. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2024-36(2)-9
Послать статью по эл. почте 