Презентация на тему Обзор параллельных вычислительных систем

которых в один и тот же момент времени могут

выполняться одновременно несколько вычислительных операций.

ввода-вывода, обрабатывающие процессоры и устройства памяти).
Избыточность элементов вычислительной системы
использование

специализированных устройств
отдельные процессоры для целочисленной и вещественной арифметики, устройства многоуровневой памяти;
дублирование устройств
использование нескольких однотипных обрабатывающих процессоров или нескольких устройств оперативной памяти
Конвейерная реализация обрабатывающих устройств.

используется единственный процессор
Параллельный режим
в один и тот же момент

времени может выполняться несколько команд обработки данных (обеспечивается при наличии нескольких процессоров или при помощи конвейерных и векторных обрабатывающих устройств)
Режим распределенных вычислений
для параллельной обработки данных используется несколько удаленных друг от друга обрабатывающих устройств, а передача данных по линиям связи приводит к существенным временным задержкам.

производительности среди компьютерных систем, имеющихся в данное время.
Другие определения


Суперкомпьютер – любой компьютер, весящий более одной тонны.
Суперкомпьютер – любой компьютер, который создал Сеймур Крей (создатель ряда американских суперкомпьютеров).

Cray-2, самый быстрый компьютер 1985-89 гг.

мера производительности, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная

система.

процессоров (ядер), из которых состоит суперкомпьютер
Linpack-производительность определяется путём запуска

на суперкомпьютер теста LINPACK (решение систем линейных алгебраический уравнений), в ходе которого решается задача с известным количеством операций и подсчитывает время, за которое она была решена. 

и научной практики в конечном итоге сводятся к решению СЛАУ,

а тест LINPACK как раз и базируется на измерении скорости решения таких систем.
Подавляющее большинство компьютеров (включая суперкомпьютеры) построены по классической архитектуре с использованием стандартных процессоров, что позволяет использовать общепринятые тесты с большой достоверностью.

поскольку неоднозначным является уже само его определение.
Под "операцией

с плавающей запятой" может скрываться масса разных понятий.
Существенную роль в данных вычислениях играет разрядность операндов, которая также нигде не оговаривается.
Величина флопс подвержена влиянию очень многих факторов, напрямую не связанных с производительностью вычислительного модуля:
пропускная способность каналов связи с окружением процессора
производительность основной памяти 
синхронность работы кэш-памяти разных уровней.
Результаты, полученные на одном и том же компьютере при помощи разных программ, могут существенным образом отличаться. Более того, с каждым новым испытанием разные результаты можно получить при использовании одного алгоритма.

1 Пфлопс.
Данный компьютер не является компьютером общего назначения

и приспособлен для решения задач моделирования сворачивания белков, и стандартный тест LINPACK на нем выполнить невозможно в силу особенностей его архитектуры.
Игровая приставка Xbox 360 (Microsoft), пиковая производительность  1 Тфлопс, приставка PlayStation 3 (SONY) – 2 Тфлопс (суперкомпьютеры начального уровня!).
Операции с 3d графикой, которые они в основном выполняют, очень хорошо поддаются распараллеливанию, что с успехом используется в графических процессорах.
Однако эти процессоры не в состоянии выполнять большинство задач общего назначения, и их производительность не поддаётся оценке теста LINPACK и сравнению с другими системами.

или персональных компьютеров общего назначения, объединенных в систему с

помощью одной из стандартных сетевых технологий (Fast или Gigabit Ethernet, Myrinet и др.) на базе шинной архитектуры или коммутатора.
Кластер предполагает более высокую надежность и эффективность, чем ЛВС, и существенно более низкую стоимость в сравнении с другими видами параллельных вычислительных систем (за счет использования типовых аппаратных и программных решений).

базе 4-ядерных процессоров Intel Xeon (всего 32 ядра)
Оперативная память

– до 128 Гбайт
Сеть передачи данных – Gigabit Ethernet или InfiniBand
Операционная система – одна из: SUSE Linux Enterprise Server, RedHat Enterprise Linux, MS Windows Compute Cluster Server 2003
Пиковая производительность – 384 GFlops
Размеры – 57×33×76 см

производительность
16 Teraflops
2008 г.
Вычислительный кластер
Infinity
Пиковая производительность
333 Gflops
2004 г.
Intel Xeon64 DP 3,2 ГГц
Intel

Xeon E5472 3 ГГц

Intel Xeon x5680 3,33 ГГц

Суперкомпьютер СКИФ-Аврора ЮУрГУ
Пиковая производительность 24 Teraflops
2010 г.

Intel Xeon x5570 2,93 ГГц

Вычислительный кластер
Physics
Пиковая производительность
1 Gflops
2000 г.

Intel Pentium 3 0,8 ГГц

Динамика развития суперкомпьютерных мощностей в ЮУрГУ

EM64T 3.2 ГГц
Оперативная память: 58 Гб
Дисковая память: 2400 Гб
Тип

системной сети: InfiniBand (PCI-Express 4х)
Тип управляющей (вспомогательной) сети: Gigabit Ethernet
Пиковая производительность: 333 GFlops
Производительность на тесте Linpack: 270 GFlops
Операционная система:
Linux Gentoo 2006.1
Windows Compute Cluster Server 2003
Система бесперебойного электропитания: 15 kVA

процессора: Intel Xeon E5472 (4 ядра по 3.0 ГГц)
Дисковая память:

49.29 Тб
Параллельная система хранения данных: T-Platforms ReadyStorage – 20ТB
Тип системной сети: InfiniBand (20 Гбit/s, макс. задержка 2 µs)
Тип управляющей сети: Gigabit Ethernet
Сервисная сеть: СКИФServNet
Пиковая производительность: 16 Тфлопс
Производительность на тесте Linpack: 12.2 Тфлопс
Операционная система:
SUSE Linux Enterprise Server 10
Windows HPC Server 2008
Система бесперебойного электропитания: APC Symmetra 160 kVA

ядра по 3.0ГГц)
Оперативная память: 8 Гб
Дисковая память: 320 Гб
Операционная

система:
SUSE Linux Enterprise Server 10
Windows Computer Cluster Server

ядра по 3.0 ГГц)
Оперативная память: 16 Гб
Дисковая память: 1.25

Тб RAID
Операционная система:
SUSE Linux Enterprise Server 10
Windows Computer Cluster Server

Panasas ActiveStorage 5100 (20 Тб) с архитектурой NAS, разработанное

специально для кластеров
Пропускная способность более 60 Гбит/сек
Параллельный доступ к данным всех узлов кластера

место в рейтинге TOP500
117 Терафлопс
8832 вычислительных ядер
Оперативная память: 9

Тбайт
Дисковая память: Intel SSD 108 Тбайт

Коммуникационные сети:
Cистемная сеть: 3D torus, 60 Гбит/сек.
InfiniBand QDR, 40 Гбит/сек.
Gigabit Ethernet
Сети мониторинга – 3 шт.

владения
Эффективное использование площадей
Производительность (TFlops)
Энергопотребление (Киловатт/TFlops)
Плотность упаковки (TFlops/Юнит)

Out — 55°C, CPU — 86–92°C

редакции рейтинга TOP500 (июнь 2011).

Суперкомпьютер "СКИФ-Аврора ЮУрГУ" занял 185

место в 39-ой редакции рейтинга TOP500 (июнь 2012).