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. |
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). |