Найти

Расширенные фильтры
Опубликовано после
Опубликовано до

Результаты поиска

Найдено результатов: 5.

  • АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОВРЕМЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ТОЧНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ЗНАЧЕНИЙ СТАТИСТИК

    А.К. Мельников , И.И. Левин , А.И. Дордопуло , И.В. Писаренко
    6-19
    2021-10-05
    Аннотация ▼

    В статье рассматривается решение вычислительно-трудоемкой задачи – расчета распределений вероятностей значений статистик – с помощью современных вычисли-тельных технологий. Для сокращения вычислительной сложности при обеспечении достаточного уровня эффективности критериев не ниже заданного порога предложено использование Δ-точных приближений. Для расчета точных приближений используется метод второй кратности, основанный на решении системы линейных уравнений, который позволяет при заданном вычислительном ресурсе рассчитывать точные приближения для максимальных значений параметров выборок. Наиболее трудоемкая часть метода второй кратности состоит в процедуре последовательного получения векторов возможных решений и их проверки на принадлежность к самим решениям. Проверка векторов возможных решений на принадлежность к решениям системы информационно независима, поэтому алгоритм расчета можно распараллелить по данным. Приведена формула определения алгоритмической сложности расчета точных приближений распределений вероятностей значений статистик, на основе которой получены оценки сложности современных практических задач для выборок со следующими значениями (N, n) мощности алфавита и объёма выборки: (256,1280), (128,640), (128, 320) и (192,3200) при точности расчета =10-5. Вычислительная сложность расчета составляет от 9,68·1022 до 1,60·1052 операций, средняя порядка 4,55·1025 операций, число проверяемых векторов – от 6,50·1023 до 1,39·1050, а число решений – от 4,67·1012 до 5,60·1025 соответственно. Общее время решения при круглосуточном режиме вычислений не должно превышать 30 дней или 2,592·106 сек. Для полученных оценок сложности проанализированы возможности современных кластерных вы-числительных систем на основе универсальных процессоров, графических ускорителей и реконфигурируемых вычислительных систем на основе программируемых логических интегральных схем. Для каждой технологии определено число вычислительных узлов, требуемых для расчета точных приближений с указанными параметрами в заданное время. Показано, что ни одна из рассмотренных вычислительных технологий на современном уровне развития техники не позволяет получить решение для необходимых параметров расчета точных приближений распределений вероятностей значений статистик. В заключении сделан вывод о необходимости анализа возможностей перспективных вычислительных технологий на основе квантовых и фотонных компьютеров, а также гибридных вычисли-тельных систем для расчета точных приближений распределений вероятностей значений статистик с заданными параметрами в оперативно-приемлемое время

  • КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ТРАНСЛЯЦИИ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКЕ C В ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ПОТОКА ДАННЫХ COLAMO

    А. И. Дордопуло, A.A. Гуленок, А.В. Бовкун, И.И. Левин, В. А. Гудков, С.А. Дудко
    2021-02-25
    Аннотация ▼

    Рассматриваются программные средства трансляции последовательных программ
    на языке C в масштабируемые параллельно-конвейерные программы на языке программи-
    рования реконфигурируемых вычислительных систем COLAMO. В отличие от существую-
    щих средств высокоуровневого синтеза, результатом трансляции является не IP-ядро
    фрагмента задачи, а комплексное решение задачи для многокристальных реконфигурируе-
    мых вычислительных систем с автоматической синхронизацией информационных и управ-
    ляющих сигналов. Рассмотрены основные этапы трансляции последовательной программы
    на языке C: преобразование в информационный граф, анализ информационных зависимо-
    стей и выделение функциональных подграфов, преобразование в масштабируемую ресурсо-
    независимую параллельно-конвейерную форму и масштабирование программы на языке
    COLAMO для заданной многокристальной реконфигурируемой вычислительной системы.
    Масштабирование программы осуществляется с помощью методов редукции производи-
    тельности абсолютно-параллельной формы задачи – информационного графа, который
    адаптируется под архитектуру реконфигурируемой вычислительной системы. Разрабо-
    тан ряд правил, позволяющих существенно сократить число шагов преобразований при
    масштабировании задачи и обеспечить плотный поток обработки данных в функциональ-
    ных подграфах задачи. Созданный комплекс средств трансляции программ на языке C в
    конфигурационные файлы ПЛИС позволяет существенно сократить время синтеза вычис-
    лительной структуры задачи для многокристальных РВС и обеспечить сокращение общего
    времени решения задачи.

  • ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ РЕКОНФИГУРИРУЕМЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛИ С ИММЕРСИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

    И.И. Левин, А. М. Федоров, Ю. И. Доронченко, М. К. Раскладкин
    2021-02-25
    Аннотация ▼

    Рассматриваются перспективны создания высокопроизводительных реконфигурируемых
    вычислительных устройств на основе современных ПЛИС фирмы Xilinx семейства UltraScale+.
    Целью работы является достижение в одном изделии с конструктивом 3U 19’ вычислительной
    плотности до 128 ПЛИС высокой степени интеграции при обеспечении соответствующих
    электропитания и охлаждения вычислительных элементов системы для решения вычислитель-
    но трудоемких задач. Обеспечение требуемых характеристик изделия в заданном конструкти-
    ве потребовало усложнения топологии печатных плат и технологии изготовления его состав-
    ных частей. Для охлаждения компонентов вычислительной системы используется иммерсион-
    ная (погружная) технология. Особенностью разрабатываемых вычислительных систем явля-
    ется широкие возможности информационного обмена внутри блока и между блоками для ре-
    шения сильносвязанных задач, в которых количество пересылок данных между функциональ-
    ными устройствами больше, чем количество таких устройств. В качестве основных связей
    между ПЛИС используются дифференциальные линии с подключенными к ним мульти-
    гигабитными трансиверами (MGT). Разработанная на основе оптических каналов система
    информационного обмена между блоками обеспечивает пропускную способность более
    2 Тбит/с. Разработан и изготовлен опытный образец вычислительного модуля на основе ПЛИС
    UltraScale+. На его основе изготовлен прототип реконфигурируемого вычислительного блока.
    Вычислительный блок содержит в своем составе универсальный процессор и необходимые ин-
    терфейсы ввода-вывода, являясь функционально законченным устройством. На вычислитель-
    ном модуле нового поколения был реализован ряд алгоритмов различных научно-технических
    задач, что подтвердило возможность широкого применения вычислителей. Разработана мо-
    дернизированная иммерсионная подсистема охлаждения, которая обеспечивает отвод выде-
    ляемой суммарной тепловой мощности до 20 кВт. Для достижения такого уровня теплоотво-
    да реализованы технические решения по всем компонентам системы охлаждения: хладагенту,
    радиаторам, насосу, теплообменнику. Объединение множества блоков в единый вычислитель-
    ный контур позволит создавать вычислительные комплексы с производительностью до не-
    скольких десятков петафлопс. Такие комплексы требуют наличия соответствующей инже-
    нерной инфраструктуры.

  • МЕТОД РЕШЕНИЯ ГРАФОВЫХ NP-ПОЛНЫХ ЗАДАЧ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПО ИТЕРАЦИЯМ

    А. В. Касаркин
    2021-02-25
    Аннотация ▼

    При решении графовых NP-полных задач на многопроцессорных системах рост обо-
    рудования не приводит к пропорциональному росту производительности системы, поэто-
    му не всегда удается решить задачу за приемлемое время. Целью работы, описанной в
    статье, является минимизация времени решения задачи поиска максимальных клик графа с
    использованием реконфигурируемых вычислительных систем (РВС). При решении задачи
    на РВС методом распараллеливания по слоям рост производительности также замедля-
    ется, несмотря на лучшую степень масштабируемости по сравнению с многопроцессор-
    ными реализациями. В статье предложен метод создания параллельно-конвейерных про-
    грамм для реконфигурируемых вычислительных систем на основе распараллеливания по
    итерациям для решения графовых NP-полных задач. Рассмотрено, что использовать би-
    товый способ представления множеств (как в методе распараллеливания по слоям) для
    метода распараллеливания по итерациям не является эффективным. Новый метод отли-
    чается организацией вычислений, а именно – обработкой неупорядоченных множеств,
    доступ к элементам которых осуществляется не по адресам (как в массивах), а по значе-
    ниям (именам вершин и именам дуг графа). Показано, что новый метод на основе распа-
    раллеливания по итерациям, несмотря на более низкую удельную производительность, свя-
    занную с тем, что вычислительным подструктурам из-за символьного представления
    множеств необходимо обработать большее число промежуточных данных, обеспечивает
    практически линейный рост реальной производительности РВС при значительно большем
    количестве вычислительного ресурса по сравнению с методом распараллеливания по слоям.

  • ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РЕКУРСИВНЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

    С. А. Дудко
    2021-02-25
    Аннотация ▼

    Рассматриваются методы информационно-эквивалентных преобразований некото-
    рых видов нелинейных вычислительных структур с обратными связями: квадратичных,
    дробных и условных. Наличие обратных связей в конвейерной вычислительной структуре,
    решаемых на реконфигурируемых вычислительных системах прикладных задач, приводит к
    замедлению скорости формирования данных, так как для вычисления очередного значения
    требуется дождаться результата по обратной связи. При этом замедление происходит
    не только на участке с обратной связью, но и во всей вычислительной структуре, что
    приводит к увеличению времени, за которое данная задача может быть решена. Преды-
    дущие фрагменты вынуждены задерживать свои данные перед подачей в обратную связь,
    а последующие вынуждены простаивать, ожидая данные на выходе обратной связи. На
    сегодняшний день не существует средств автоматического проектирования прикладных
    задач для реконфигурируемых вычислительных систем, которые оптимизировали бы та-
    кие вычислительные структуры в автоматическом режиме. Поэтому пользователь вы-
    нужден самостоятельно изучать текст исходной программы и искать в нем выражения,
    содержащие обратные связи, а затем оптимизировать их. Это приводит к увеличению
    времени, требующегося для создания эффективных прикладных программ. Предложенные
    методы преобразований позволяют сократить интервал обработки данных (в лучшем
    случае до единицы) при решении прикладных задач на реконфигурируемых вычислительных
    системах. Для реализации информационно-эквивалентных преобразований необходимо,
    чтобы в вычислительной системе имелся дополнительный аппаратный ресурс. Реализация
    данных преобразований в оптимизирующем синтезаторе схемотехнических решений по-
    зволяет проводить оптимизацию вычислительной структуры с обратными связями авто-
    матически. Это позволяет сократить время разработки эффективных прикладных про-
    грамм, содержащих обратные связи, с нескольких дней до нескольких минут.

1 - 5 из 5 результатов