Проводится регулярный семинар «Высокопроизводительные вычисления» на базе ССКЦ, кафедры Вычислительных систем НГУ и Центра Компетенции по высокопроизводительным вычислениям СО РАН - Intel.
Заседания семинара проходят в конференц-зале ИВМиМГ СО РАН по четвергам в 11-00.
Презентации последних семинаров:
д.ф.-м.н. Г.В. Решетова (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Рассматриваются проблемы параллельной организации вычислений для решения современных задач сейсмики большой размерности на примере работ с OOO «РН-КрасноярскНИПИнефть» по теме «Разработка технологии выявления трещиновато-кавернозных резервуаров и определения их характеристик на основе инновационных методов обработки и интерпретации рассеянных волн».
к.ф.-м.н. А. В. Снытников (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Программа для моделирования динамики плазмы с помощью метода частиц в ячейках реализована с использованием технологии OpenMP. В докладе будут представлены результаты тестирования программы с помощью инструментов Intel Thread Checker (поиск ошибок распараллеливания), Intel Vectorization Advisor (рекомендации по оптимизации кода) и Intel Vtune (профилировка). Также будут показаны результаты оптимизации кода с учетом собранной информации.
к.ф.-м.н. И.Г. Черных (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
На семинаре рассмотрены архитектура кластера НКС-1П, правила получения доступа (логина) на кластер, особенности компиляции и сборки программ на кластере НКС-1П под разные типы процессоров, работа с очередью задач: KNL и Broadwell.
С.Е. Киреев (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Было выполнено сравнение производительности двух кластеров: нового кластера НКС-1П (ССКЦ СО РАН) с узлами на базе процессоров KNL и Broadwell и кластера МВС-10П (МСЦ РАН) 2013 года создания с узлами на базе процессоров Sandy Bridge и ускорителями на базе процессоров KNC. Для оценки производительности использовался разработанный ранее параллельный программный комплекс для двумерного моделирования нелинейной многофазной фильтрации в деформируемой пористой среде. Программный комплекс был оптимизирован для кластеров с процессорами Xeon Phi: выполнена векторизация вычислений, а также распараллеливание с помощью MPI и OpenMP.
А.А. Петров (ФГАОУ ВО «НИ ТГУ»)
Аннотация
Целью настоящей работы является повышение эффективности интеграции вычислительных ресурсов локальной сети, а также эффективности проектирования, создания и эксплуатации распределенных приложений путем создания модели методов распределения вычислительных задач по узлам сети и реализации платформы, объединяющей локальные вычислительные ресурсы в единую вычислительную среду.
T. Gurov (IICT-BAS)
Аннотация
The recent advances in HPC increasingly rely on the use of accelerators and other similar devices that improve the energy efficiency and offer better performance type of computations. The Xeon Phi co-processors combine efficient vector floating point computations with familiar operational and development environment. In order to allow the quasi-Monte Carlo algorithms to make use of hybrid OpenMP+MPI programming, we implemented generation routines that save both memory space and memory bandwidth, with the aim to widen the applicability of quasi-Monte Carlo algorithms in environments with an extremely large number of computational elements. We present our implementation and compare it with regular Monte Carlo using a popular pseudorandom number generator, demonstrating the applicability and advantages of our approach. We present also adapted quasi-Monte Carlo algorithms for numerical integration and matrix algorithms, and their timing and scalability results.
A. Karaivanova (IICT-BAS)
Аннотация
The recent advances in HPC increasingly rely on the use of accelerators and other similar devices that improve the energy efficiency and offer better performance type of computations. The Xeon Phi co-processors combine efficient vector floating point computations with familiar operational and development environment. In order to allow the quasi-Monte Carlo algorithms to make use of hybrid OpenMP+MPI programming, we implemented generation routines that save both memory space and memory bandwidth, with the aim to widen the applicability of quasi-Monte Carlo algorithms in environments with an extremely large number of computational elements. We present our implementation and compare it with regular Monte Carlo using a popular pseudorandom number generator, demonstrating the applicability and advantages of our approach. We present also adapted quasi-Monte Carlo algorithms for numerical integration and matrix algorithms, and their timing and scalability results.
С.С. Журавлев (ИВТ СО РАН)
Аннотация
Ошибки в прикладном программном обеспечении автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) могут стать причиной возникновения аварийных ситуаций или сбоев в режиме работы технологического оборудования. На этапе пуско-наладочных работ и опытно-промышленной эксплуатации устранение ошибок в прикладном программном обеспечении требует дополнительного времени, что, в свою очередь, замедляет процесс внедрения АСУ ТП и приводит к появлению экономических потерь. Поэтому важно осуществлять как можно более полное тестирование прикладного программного обеспечения АСУ ТП на предприятии изготовителе. Решение этой задачи возможно с помощью тестирования программ управления прикладного программного обеспечения АСУ ТП, используя проблемно-ориентированные имитационные модели соответствующих технологических процессов. В работе приведен обзор методов и средств повышения надежности прикладного программного обеспечения. Рассматриваются проблемно-ориентированные имитационные модели технологического оборудования угольной шахты подсистем конвейерного транспорта и водоотлива и созданные с их помощью модели технологических процессов. Приведены описания структуры и функционирования имитационного программно-аппаратного комплекса для тестирования программ управления АСУ ТП шахт и рудников.
К.В. Лотов, А.П. Соседкин (ИЯФ СО РАН)
Аннотация
Плазменное кильватерное ускорение — молодое и перспективное направление в области ускорения заряженных частиц. Суть явления сводится к инжектированию частиц в плазму совместно с ультрарелятивистским драйвером, возмущающим плазменные волны и передающим таким образом энергию ускоряемым частицам. В будущем метод сулит возможность разгона пучков до рекордных параметров в коротких линейных ускорителях. В докладе будут доступно изложены физические основы явления, кратко описаны принципы его моделирования и используемый способ распараллеливания вычислений, а также высказаны впечатления и пожелания, возникшие в ходе использования ЦКП ССКЦ.
Ю.Ю. Васькин (ИВМиМГ СО РАН, Politecnico di Milano)
Аннотация
Решение задач потоковой доставки данных биологу, организации разностороннего доступа к полученным экспериментальным данным с помощью предметно-ориентированных языков и вычислительных конвейеров. Отработка методов и систем, которые могут быть применены для решения аналогичных задач в других научных областях.
И. Ю. Просанов (ИХТТиМХ СО РАН), E. Benassi (Scuola Normale Superiore di Pisa, Italy)
Аннотация
Решается задача синтеза неорганических полимеров - галогенидов, оксидов/гидроксидов и халькогенидов. Их стабилизация достигается использованием органической матрицы. Для установления структуры этих материалов применяется комбинированный подход, включающий компьютерное моделирование структуры и свойств и сравнение рассчитанных и экспериментально наблюдаемых колебательных спектров. Среди получаемых неорганических полимеров такие важные для приложений соединения как: CuO, ZnO и CdS.
к.т.н. А.В. Кашковский, к.ф.-м.н. А.А. Шершнёв (ИТПМ СО РАН)
Аннотация
Расчеты на ГПУ Tesla K40 методом прямого статистического моделирования (ПСМ) показали катастрофическое падение вычислительной производительности при увеличении объема задачи. Причиной этого оказалось уменьшение в десятки раз скорости произвольного доступа к памяти, который используется в алгоритме метода ПСМ. Как оказалось, это происходит практически на всех ГПУ с большим объемом памяти. Предложены способы учета этой особенности ГПУ и алгоритмы, позволяющие преодолеть эту проблему и повысить производительность.
П.А. Титов (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
В работе рассматривается параллельный алгоритм моделирования 3D упругих волн для случая, когда свободная поверхность области моделирования имеет значительную кривизну. В алгоритме используется построение криволинейной сетки, хорошо согласованной с формой свободной поверхности. Проведены расчеты на кластере НКС-30Т, представлены результаты тестов на ускорение и масштабируемость. Также, в работе сделан краткий обзор DVM-системы (www.dvm-system.org). Она представляет собой расширения языков C и Fortran спецификациями параллелизма, оформленных в виде директив к компилятору. Система позволяет создавать эффективные параллельные программы (DVMH-программы) как для классических многоядерных, так и для гетерогенных архитектур. В нее также включены средства функциональной отладки и отладки эффективности DVMH-программ. На примере алгоритма автора были проведены сравнительные тесты для программы, распараллеленной вручную, а также при помощи DVM-системы.
к.ф.-м.н. В.В. Лисица (ИНГГ СО РАН)
Аннотация
В работе рассматривается проблема численного моделирования волновых сейсмических процессов в средах с локальными осложняющими факторами: скопления мелкомасштабных неоднородностей, анизотропные и вязкоупругие включения, наличие резкоконтрастных границ со сложной геометрией. Предлагаемые в работе подходы основаны на комплексировании разных численных методов, так что ресурсоемкие и вычислительно сложные методы используются локально. В частности, для учета мелкомасштабной структуры пластов используется локальное пространственно-временное измельчение сеток. Расчет решения моделях со сложной топографией свободной поверхности проводится на основе комбинирования разрывного метода Галеркина, который используется в верхней части модели, и метода конечных разностей.
менеджер по работе с региональными заказчиками Е. Камардин (Шнейдер Электрик)
High Performance Computing on Power Systems, небольшой обзорный доклад
зам. директора Г.С. Жиловский (ООО НПК "КОНТАКТ")
Технология IBM MicroLatency и архитектура IBM Flash System
ведущий инженер отдела инфраструктурных решений С.А. Захаров (ООО НПК "КОНТАКТ")
к.ф.-м.н. М.А. Марченко (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
В докладе будут обсуждаться научные результаты диссертации, основные из них следующие:
  • разработана методика распределённого численного статистического моделирования для высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем; предложены и исследованы длиннопериодные параллельные генераторы базовых псевдослучайных чисел; с применением имитационного моделирования получены оценки масштабируемости программ численного статистического моделирования; на основе разработанных методов созданы универсальные библиотеки MONC, PARMONC и PARMONC-PC, а также программа AMIKS для численного анализа стохастических осцилляторов;
  • разработаны и исследованы эффективные алгоритмы численного статистического моделирования и созданы параллельные вычислительные программы для прецизионной оценки функционалов, определяемых маловероятными событиями, на траекториях диффузионных процессов, а именно, вероятности недостижения границы области траекториями и полной концентрации траекторий в точке;
  • созданы и исследованы вероятностная модель пространственно неоднородной коагуляции и реализующие её экономичный параллельный алгоритм метода прямого статистического моделирования и соответствующая параллельная вычислительная программа;
  • предложены вероятностная модель процесса развития электронных лавин в газе и реализующий её экономичный алгоритм численного статистического моделирования и соответствующая параллельная вычислительная программа; разработана эффективная модификация алгоритма и программы для вычислительных систем с гибридной архитектурой.
к.ф.-м.н. И.М. Куликов (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
В докладе будет представлен новый подход к моделированию гидродинамических процессов с учетом самосогласованного гравитационного поля. Будет рассмотрена модель упруго-пластических деформаций с учетом фазовых переходов (твердое тело/жидкость/газ) и ее применение к задачам "о сварке взрывом" и моделированию столкновения метеоритов с поверхностью планет на ранней стадии. Для моделирования астрофизических процессов на больших масштабах была предложена новая гидродинамическая численная модель, основанная на совместном решении уравнений (магнитной) газовой динамики и уравнений для первых моментов бесстолкновительного уравнения Больцмана. Использование такой модели позволило сформулировать единый численный метод, который был эффективно реализован на различных архитектурах суперЭВМ. В рамках доклада будет продемонстрировано применение гидродинамической модели для моделирования крупномасштабных космологических структур, взаимодействия и эволюции галактик, эволюции межзвездной среды и протопланетных дисков.
к.т.н., н.с. С.А. Калинин (ООО «НовосибирскНИПИнефть»)
Аннотация
Одной из основных прикладных задач при разработке месторождения является оценка устойчивости стволов разбуриваемых скважин. Под устойчивостью понимается способность ствола скважины сохранять целостность в процессе бурения при одновременном действии нагрузок со стороны бурового раствора на стенки ствола, сил, вызванных весом пород, слагающих месторождение, а также поровым/пластовым давлением. Технологическими проблемами такого моделирования является необходимость рассмотрения большого количества стволов скважин одновременно, на основе единой 3D модели механических и фильтрационно-емкостных свойств. В большинстве случаев, построения единой 3D модели позволяет снизить количество противоречий. При отсутствии единой 3D геомеханической модели остается существенная неопределенность в оценке НДС прискважинной зоны: направление главных напряжений в каждой точке, взятой вдоль траектории скважины. Единая 3D модель предполагает использование мощных вычислительных ресурсов. Например, в масштабе всего месторождения возникает проблема выбора шага расчетной сетки. В случае решения связанной пороупругой задачи требования к размеру сетки для решения гидродинамической части задачи могут быть существенно выше, чем к шагу сетки для решения упругой части задачи и наоборот. Заранее определить оптимальный шаг сетки крайне сложно и нужно ясно понимать преследуемые цели моделирования. В частности, аккуратное решение связанной задачи должно приводить к снижению количества противоречий, иначе такое решение может не иметь смысла.
к.ф.-м.н. А.В. Снытников (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Предложен новый эффективный вариант декомпозиции расчетной области - эйлерово-лагранжева декомпозиция, которая одновременно обеспечивает минимизацию фрагмента вычислительного алгоритма и также соответствует условию линейности алгоритма, необходимому для достижения высокой масштабируемости. Рассмотрена реализация метода частиц в ячейках на графических ускорителях, получено ускорение в 40 раз для ускорителя Nvidia Kepler по сравнению с 4-мя ядрами процессора Intel Xeon. Впервые предложена методика переноса разработанного кода на ускорители вычислений другого типа, в качестве примера рассмотрены ускорители Intel Xeon Phi. Применение разработанной суперкомпьютерной технологии показано на примере решения конкретных физических задач: моделирование релаксации мощного электронного пучка в плазме, моделирование тлеющего ВЧ-разряда в силан-водородной плазме, моделирование двухфазного гравитирующего диска.
к.ф.-м.н. Р.И. Мулляджанов (ИТ СО РАН, НГУ)
Аннотация
В работе рассматриваются турбулентные струйные течения несжимаемой жидкости при помощи прямого численного моделирования уравнений Навье-Стокса и моделирования методом крупных вихрей. В задаче о канонической затопленной круглой струе при помощи метода условного осреднения показано, что типичными энергонесущими вихревыми структурами в ближней и дальней области струи являются спиральные вихри, которые вращаются вокруг цилиндрической оси симметрии. Для случая закрученной струи в терминах когерентных структур удалось объяснить наблюдаемое ранее явление противовращающегося ядра, когда в нескольких калибрах от сопла появляется область, где скорость вращения потока направлена противоположно заданной на выходе из завихрителя. Последней рассматриваемой в докладе проблемой являются гистерезисные явления, наблюдаемые закрученных струйных течениях при изменении контрольного параметра – величины закрутки.
д.ф.-м.н. В.В. Замащиков (ИХКГ СО РАН)
Аннотация
В работе численно моделируется горение предварительно- перемешанной газовой смеси. Рассмотрено горение между двумя дисками в расходящемся газовом потоке. Расстояние между дисками незначительно больше гасящего. Практическая важность задачи обусловлена потребностью общества в миниатюрных источниках питания и химических реакторах. Решается система реакционно-диффузионных уравнений в частных производных для трёхмерной геометрии полуспектральным методом. Полученные результаты достаточно хорошо согласуются с экспериментальными. В частности, получено наблюдаемое в эксперименте спиновое горение.
к.х.н. А.А. Брылякова (ИК СО РАН)
Аннотация
Теория функционала плотности (DFT) является одним из наиболее широко используемых методов для расчёта электронной и геометрической структуры атомов, молекул, кристаллов, поверхностей и их взаимодействий. Квантово-химические вычисления, основанные на теории функционала плотности, позволяют детально изучать механизм каталитических реакций на поверхности и, в перспективе, проектировать новые высокоэффективные катализаторы. В докладе будут представлены результаты изучения механизма реакции NO + H2 на грани Pd(110), рассмотрены некоторые аспекты адсорбции и диффузии атомов кислорода на грани Pd(110) и наночастицах Pd. Далее, в рамках разработки метода спектроскопии сопряженных электронных переходов, будет приведена интерпретация тонкой структуры спектров РФЭС графита и фторированного графита С2F. Расчёты были проведены с помощью программных пакетов Quantum Espresso и Gaussian 09
д.ф.-м.н., в.н.с. Г.А. Платов (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Исследование климатической системы Арктики и Северной Атлантики находится в центре внимания в связи с климатическими изменениями, наблюдаемыми в последние десятилетия. Арктика является важным звеном глобального климата, где в результате взаимодействия атмосферы, океана и льда происходит охлаждение поступающих сюда вод Атлантического океана и происходит формирование холодных глубинных вод Мирового океана. Модель ИВМиМГ включает в себя три модуля, численно описывающих соответственно океанические и атмосферные процессы и динамику ледового поля. Взаимодействие этих модулей осуществляется с помощью четвертого вспомогательного модуля, ответственного за вычисление потоков тепла, влаги, компонент импульса, радиации между моделируемыми средами. Весь комплекс модулей реализован в виде параллельно работающих процессов с использованием MPI. Каждый модуль также предполагает параллельное исполнение, для чего используется метод декомпозиции области решения. Обработка результатов моделирования осуществляется с использованием графической среды SeaScape, разработанной совместно с Университетом Нового Южного Уэлса для среды Matlab.
Старый сайт