Статья

Название статьи АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ АРХИТЕКТУРЫ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Автор В. С. Горбунов, А. И. Тупицын
Рубрика РАЗДЕЛ I. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Месяц, год 08, 2018
Индекс УДК 004.272.43
DOI 10.23683/2311-3103-2018-8-18-29
Аннотация Эффективное решение задачи перехода на новый уровень производительности и эффективности суперкомпьютерных установок сегодня невозможно без цифровой трансформации отрасли создания и применения высокопроизводительных вычислительных систем. Усложняет задачу то, что для суперкомпьютеров важны сроки выполнения проекта по созданию новой установки. Установившаяся практика показывает, что суперкомпьютер нужно создать в сроки 1, максимум 2 года. Решение таких задач в требуемые сроки невыполнимо без применения цифровых моделей изделий – высокопроизводительных вычислительных систем (суперкомпьютеров) и центров обработки данных на их основе. В работе предлагается концепция автоматизации процесса проектирования суперкомпьютеров, основанной на применении взаимосвязанного набора цифровых моделей на этапах жизненного цикла изделия: научных исследований и разработок (эскизного проектирования), технического проектирования, изготовления, эксплуатации изделия. Создавать цифровые модели вычислительной системы предлагается на основе цифровых моделей компонентов средств вычислительной техники, в процессе построения которых необходимо задействовать современные технологии искусственного интеллекта. Эти модели должны быть самообучающимися системами, которые используют информацию из целого ряда источников: производители ЭКБ, данные по мониторингу информационного пространства сети Интернет, сведения от специалистов-экспертов. Для обеспечения взаимодействия цифровых моделей на различных этапах жизненного цикла изделия предлагается применять аппарат онтологий. В работе описано использование цифровых моделей при генерации и выборе проектного решения суперкомпьютера и приведено описание практической реализации данного процесса проектирования в автоматизированной системе проектирования суперкомпьютеров (АСПС), созданной в ФГУП «НИИ «Квант». В части разработки архитектуры суперкомпьютера данная система позволяет сформировать различные варианты построения суперкомпьютера (проектные решения) с учетом онтологии будущего изделия и имеющейся информации об унифицированных конструктивных компонентах и оригинальных разработках. Для организации взаимодействия между участниками проектирования суперкомпьютера в АСПС реализован автоматизированный импорт описаний подпроцессов технологического процесса проектирования суперкомпьютеров в систему контроля и управления проектом (СКУП). В результате импорта в СКУП создаются задачи для каждого пользователя АСПС с перечислением набора действий, которые данному пользователю необходимо выполнить. Применение предложенного в настоящей статье подхода к созданию проблемно-ориентированных вычислительных устройств высокой производительности позволит ставить задачи построения в России проблемно-ориентированных суперкомпьютеров и устройств с использованием отечественной компонентной и микроэлектронной базы в требуемые сроки.

Скачать в PDF

Ключевые слова Высокопроизводительные вычислительные системы; проектирование суперкомпьютеров; цифровая модель; жизненный цикл изделия; технологические процессы.
Библиографический список 1. Горбунов В.С., Елизаров Г.C., Корнеев В.В., Лацис А.О. Футурология суперкомпьютеров // Суперкомпьютеры. – 2014. – № 1 (17). – C. 24-28.
2. Non-Recurring Engineering. – Режим доступа: https://pragmaticmarketing.com/ resources/articles/non-recurring-engineering (дата обращения: 31.10.2018).
3. Горбунов В.С., Эйсымонт Л.К. Инновационные суперкомпьютерные технологии и проблемы создания отечественной перспективной элементной базы // 5-й Московский суперкомпьютерный форум (МСКФ-2014) 21 октября 2014 года. – М.: Открытые системы, 2014. – C. 7-8.
4. TOP500 Supercomputers Site. – Режим доступа: https://www.top500.org (дата обращения: 31.10.2018).
5. Gecevska, V., Anisic Z., Lombardi F., Cus F. Product lifecycle management through innovative and competitive business environment // Journal of Industrial Engineering and Management. – 2010. – Vol. 3, No. 2. – P. 323-336.
6. Андрюшин Д.В., Биконов Д.В., Горбунов В.С., Тупицын А.И. [и др.] Автоматизация разработки архитектуры высокопроизводительных вычислительных систем // Материалы
5-й Всероссийской научно-технической конференции «Суперкомпьютерные технологии» (СКТ-2018), Том 1, 17–22 сентября 2018 г. Дивноморское, Геленджик. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2018. – С. 23-26.
7. CORAL-2 RFP. – Режим доступа: http://procurement.ornl.gov/rfp/CORAL2 (дата обращения: 31.10.2018).
8. Cong J., Reinman G., Bui A., Sarkar V. Customizable Domain-Specific Computing // IEEE Design & Test of Computers. – March-April 2011. – Vol. 28. – Issue 2. – P. 6-14.
9. DARPA Electronics Resurgence Initiative. – Режим доступа: https://www.darpa.mil/work-with-us/electronics-resurgence-initiative (дата обращения: 31.10.2018).
10. ГОСТ Р 57193-2016 Системная и программная и инженерия. Процессы жизненного цикла систем (ISO/IEC/IEEE 15288:2015, NEQ).
11. Горбунов В.С., Елизаров Г.С., Эйсымонт Л.К. Проекты экзафлопсных суперкомпьютеров за рубежом и в России, ограничения и перспективы роста // 4-й Московский суперкомпьютерный форум (МСКФ-2013) 23 октября 2013 года. – М.: Открытые системы, 2013. – C. 3.
12. Горбунов В.С. НРС Оценить, измерить, оптимизировать // Суперкомпьютеры. – 2013.
– № 3 (15). – C. 46-51.
13. The Technology Lane on the Road to a Zettaflops // SC’06. – April 24, 2006. – 13 p.
14. Левин В.К., Горбунов В.С., Елизаров Г.С. Современные высокопроизводительные вычислительные системы // Материалы 4-й Всероссийской научно-технической конференции «Суперкомпьютерные технологии» (СКТ-2016). Т. 1. 19-24 сентября 2016 г. Дивноморское, Геленджик. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2016. – С. 58-59.
15. Елизаров Г.С., Горбунов Г.С., Малахов И.Н., Титов А.Г. Компоненты высокопроизводительных реконфигурируемых суперкомпьютеров на основе ПЛИС Xilinx Ultrascale // Материалы 4-й Всероссийской научно-технической конференции «Суперкомпьютерные технологии» (СКТ-2016). Т. 2. 19-24 сентября 2016 г. Дивноморское, Геленджик. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2016. – С. 21-25.
16. Елизаров Г.С., Горбунов В.С., Титов А.Г. Аппаратно-программная платформа моделирующей гетерогенной ВС (МГВС) // Материалы Третьего Национального Суперкомпьютерного Форума (НСКФ-2014), Россия, Переславль-Залесский, ИПС им. А.К. Айламазяна РАН, 25-27 ноября 2014 года. – Переславль-Залесский, 2014. – 16 c.
17. Горбунов В.С. Специализация как процесс достижения результативности использования суперкомпьютеров // Научный сервис в сети Интернет: многообразие суперкомпьютерных миров: Труды Международной суперкомпьютерной конференции. Российская академия наук. – М.: Российская академия наук. Суперкомпьютерный консорциум университетов России, 2014. – C. 344-348.
18. Natalya F. Noy and Deborah L. McGuinness. Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology // Stanford Knowledge Systems Laboratory Technical Report KSL-01-05 and Stanford Medical Informatics Technical Report SMI-2001-0880. – March 2001.
19. Государственная информационная система промышленности. – Режим доступа: http://gisp.gov.ru (дата обращения: 31.10.2018).
20. База данных электронной компонентной базы. – Режим доступа: http://ekb.mniirip.ru (дата обращения: 31.10.2018).
21. Библиотека электронных компонентов. – Режим доступа: https://optochip.org (дата обращения: 31.10.2018).

Comments are closed.