Суперкомпьютерные технологии в атомистическом моделировании Морозов Игорь Владимирович Программа курса: http://www.ihed.ras.ru/norman/student/ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Tianhe-2 (MilkyWay-2): National Super Computer Center in Guangzhou No. 1 system since June 2013 ENIAC - первая ЭВМ 1945г. IBM System/360 - масштабируемый "мейнфрейм" 1964г. CDC 6600 - Векторно-конвейерный суперкомпьютер 1964г. Персональные компьютеры 1975-1981гг. Apple I Altair 8800 IBM PC Кластеры Beowulf Использованы материалы статьи http://www.osp.ru/os/2008/04/5114370/ 1994г. Архитектура Nvidia CUDA - начало массового использования ускорителей 2007г. Применение суперкомпьютеров Компьютерное моделирование: Молекулярная динамика Газодинамика и гидродинамика, задачи горения Химическая физика, вычислительная химия Процессы в полупроводниках Моделирование океана, атмосферы и климата Астрофизика Биология (докинг белков, биоинформатика) Имитационное моделирование в экономике Оптимизация и поиск: Дискретное и линейное программирование Общая задача нахождения экстремума Дискретная оптимизация Распознавание образов Автоматическая верификация и доказательство теорем Посыпкин М.А. «Теоретические основы параллельного программирования» Анализ результатов рейтинга Top-500 Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Воеводин В.В., XII Международная суперкомпьютерная конференция «Научный сервис в сети интернет: суперкомпьютерные центры и задачи», 21 сентября 2010г. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Воеводин В.В., XII Международная суперкомпьютерная конференция «Научный сервис в сети интернет: суперкомпьютерные центры и задачи», 21 сентября 2010г. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Всего в системе 10т гликоля и 40т воды Воеводин В.В., XII Международная суперкомпьютерная конференция «Научный сервис в сети интернет: суперкомпьютерные центры и задачи», 21 сентября 2010г. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Воеводин В.В., XII Международная суперкомпьютерная конференция «Научный сервис в сети интернет: суперкомпьютерные центры и задачи», 21 сентября 2010г. Архитектура параллельных компьютеров Symmetric Multiprocessing (SMP) Uniform Memory Architecture (UMA) Non-Uniform Memory Architecture (NUMA) Massive parallel processing (MPP) / Clusters Использованы материалы статьи http://www.ferra.ru/online/processors/s25920/ Анализ результатов рейтинга Top-500 Решения проблемы когерентности кэшей Write-through cache Использованы материалы статьи http://www.ferra.ru/online/processors/s25922/ Решения проблемы когерентности кэшей Технология “Modified, Exclusive, Shared, Invalid” (MESI) Использованы материалы статьи http://www.ferra.ru/online/processors/s25922/ Высокопроизводительный гибридный вычислительный кластер МИЭМ head Internet CPU Opteron 6234 CPU Opteron 6234 80.250.162.71 core core core core core core core core core core core core Infiniband 192.168.1.0/24 Gb/s ethernet 192.168.2.0/24 node01 node02 node03 CPU CPU CPU CPU CPU CPU GPU GPU GPU GPU GPU GPU C2070 C2070 C2070 C2070 C2070 C2070 Top-500: операционные системы, используемые на суперкомпьютеров ПРИМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЕЙ Графические ускорители Nvidia http://www.nvidia.ru Особенности архитектуры GPU Использованы материалы http://www.chepr.ru/index.php?rasd=info&id=75 Архитектура Nvidia Kepler GK110 Использованы материалы http://www.nvidia.ru/object/nvidia-kepler-ru.html