Решение прикладных задач с использованием DVM-системы

Владимир Александрович Бахтин, Дмитрий Александрович Захаров, Александр Сергеевич Колганов, Виктор Алексеевич Крюков, Наталия Викторовна Поддерюгина, Михаил Николаевич Притула

Аннотация


DVM-система предназначена для разработки параллельных программ научно-технических расчетов на языках C-DVMH и Fortran-DVMH. Эти языки используют единую модель параллельного программирования (DVMH-модель) и являются расширением стандартных языков Си и Фортран спецификациями параллелизма, оформленными в виде директив компилятору. DVMH-модель позволяет создавать эффективные параллельные программы для гетерогенных вычислительных кластеров, в узлах которых в качестве вычислительных устройств наряду с универсальными многоядерными процессорами могут использоваться ускорители (графические процессоры или сопроцессоры Intel Xeon Phi). В статье описывается опыт использования DVM-системы для распараллеливания различных прикладных программ. Рассматривается метод инкрементального или частичного распараллеливания, возможности системы для работы с неструктурированными сетками, новые средства для отображения MPI-программ на многоядерные процессоры и ускорители. Исследуется эффективность выполнения параллельных DVMH-программ на гетерогенных вычислительных кластерах K-10, K-100, Ломоносов и MVS-10P. Описаны основные преимущества DVM-подхода при разработке параллельных программ. Представлены основные возможности инструментов DVM-системы для анализа производительности и функциональной отладки параллельных программ. Определяются направления для дальнейшего развития DVM-системы.

Ключевые слова


автоматизация разработки параллельных программ; DVM-система; спецификации параллелизма; ускоритель; графический процессор; сопроцессор; Фортран; Си

Полный текст:

PDF

Литература


Bakhtin V.A., Kolganov A.S., Krukov V.A., Podderugina N.V., Pritula M.N. Methods of Dynamic Tuning of DVMH Programs on Clusters with Accelerators. Superkompjuternye dni v Rossii: Trudy mezhdunarodnoj konferencii (Moskva, 28–29 sentjabrja 2015) [Russian Supercomputing Days: Proceedings of the International Scientific Conference (Moscow, Russia, September 28–29, 2015)]. Moscow, Publishing of the Moscow State University, 2015. pp. 257–268. (in Russian)

Aleksahin V.F., Bakhtin V.A., Kolganov A.S., Krukov V.A., Podderugina N.V., Pritula M.N., Savitskaya O.A., Shubert A.V., Zhukova O.F. GPU Parallelization of NAS NPB3.3.1 Benchmarks Using Fortran DVMH Programming Language. Vestnik Ufimskogo gosudarstvennogo aviacionnogo tehnicheskogo universiteta [Bulletin of the Ufa State Aviation Technical University]. Ufa, 2015. vol. 19, no. 67. pp. 240–250. (in Russian)

Aleksahin V.F., Bakhtin V.A., Kolganov A.S., Krukov V.A., Ostrovskaya I.P., Podderugina N.V., Pritula M.N., Savitskaya O.A., Zhukova O.F. Parallelization of NAS NPB3.3.1 Tests on Fortran-DVMH for Intel Xeon Phi Coproccessor. Parallelnye vychislitelnye tehnologii (PaVT'2015): trudy mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii (Ekaterinburg, 31 marta–2 aprelja 2015) [Parallel computational technologies 2015: Proceedings of the International Scientific Conference (Ekaterinburg, Russia, March, 31–April, 2, 2015)]. Chelyabinsk, Publishing of the South Ural State University, 2015. pp. 19–30. (in Russian)

Bakhtin V.A., Klinov M.S., Krukov V.A., Podderugina N.V., Pritula M.N., Smirnov A.A. Usage of Fortran DVMH Language for Solving Hydrodynamics Problems on Hybrid Computing Systems. Vestnik Yuzho-Uralskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya "Vychislitelnaja matematika i informatika" [Bulletin of the South Ural State University. Computation Mathematics and Software Engineering]. Chelyabinsk, Publishing of the South Ural State University, 2013. vol. 2, no. 3. pp. 106–120. (in Russian). DOI: 10.14529/cmse130308.

Bakhtin V.A., Korolev A.V., Podderugina N.V. Parallel Computations for Compositional Flow Simulation During Oil and Gas Fields Development. Mezhdunarodnaja konferencija "Matematika i informacionnye tehnologii v neftegazovom komplekse": tezisy dokladov (Surgut, 16–20 maja 2016) [Mathematics and Informational Technologies for Oil and Gas Industry: Abstracts of the International Scientific Conference (Surgut, Russia, May, 16–20, 2016)]. Surgut: Publishing center SurSU, 2016. pp. 164–166. (in Russian)

Keldysh Institute of Applied Mathematics. Computing Resources. Available at: http://www.kiam.ru/MVS/resourses/ (accessed: 18.05.2018).

Joint Supercomputer Center of the Russian Academy of Sciences. Available at: http://www.jscc.ru/scomputers.html (accessed: 18.05.2018).

Supercomputing Center of Lomonosov Moscow State University. Available at: http://parallel.ru/cluster/ (accessed: 18.05.2018).

Bakhtin V.A., Kolganov A.S., Krukov V.A., Podderugina N.V., Polyakov S.V., Pritula M.N. DVMH Model Extension for Operation with Irregular Grids. Parallelnye vychislitelnye tehnologii (PaVT'2016): trudy mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii (Arhangelsk, 28 marta–1 aprelja 2016) [Parallel computational technologies 2015: Proceedings of the International Scientific Conference (Archangelsk, Russia, March, 28–April, 1, 2016)]. Chelyabinsk, Publishing of the South Ural State University, 2016. pp. 757. (in Russian)

C-DVMH Language, C-DVMH Compiler, Compilation, Execution and Debugging of DVMH Programs. Available at: http://dvm-system.org/static_data/docs/CDVMHreference-en.pdf (accessed: 18.05.2018).

Fortran-DVMH Language. Fortran-DVMH Compiler. The Compilation, Execution and Debugging of DVMH-programs. Available at: http://dvm-system.org/static_data/docs/FDVMH-user-guide-en.pdf (accessed: 18.05.2018)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/cmse190106