АВС ргз ТАня

Министерство информационных технологий и связи РФ
Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ









Архитектура вычислительных систем
Вариант №7











Выполнила: студентка гр. П-93 Григорьева Т.С.
Проверил: чл.-корр. РАН, профессор Хорошевский В.Г











Новосибирск 2011
Задание

Проанализировать мультиархитектуру одной из современных суперВС (из списка Top500).
Произвести численный расчет и построить графики для функции готовности S(i,t) ЭВМ, обладающей следующими показателями:
– средним временем безотказной работы 13 EMBED Equation.DSMT4 1415ч.,
– интенсивностью восстановления 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.


1. Современные суперВС (пространственно сосредоточенные и распределённые) полно-
стью основываются на модели коллектива вычислителей. Для них характерно, в частности, следующее: большемасштабность (массовый параллелизм), масштабируемость и стохастический характер ресурсов. Анализ и оптимизация функционирования суперВС относятся к числу сложных проблем, которые не могут быть решены при помощи традиционного аппарата теории массового обслуживания и методов математического программирования.

Анализ эффективности ВС:

живучая ВС (специальная виртуальная модель) и континуальные модели со-
ставляют базу для анализа эффективности функционирования большемасштабных
распределённых ВС;
полученные результаты описывают функционирование ВС как в переходном,
так и стационарном режимах;
нет никаких вычислительных трудностей при экспресс-анализе осуществимо-
сти параллельного решения и потенциальной эффективности (надёжности, живучести
и технико-экономической эффективности) распределённых ВС с произвольным чис-
лом N элементарных машин;
для выбора аппаратурной избыточности N
·n большемасштабной ВС
и количества m “восстанавливающих устройств” достаточно воспользоваться форму-
лами:
1
· (N
· n)
· [lg N], 1
· m
· [lg N] .

Параллельное мультипрограммирование:

распределённая ВС – большемасштабный вероятностный объект, обслужи-
вающий стохастические потоки параллельных задач; Распределённые вычислительные системы с программируемой структурой
техника теории игр и стохастическое программирование составляют основу
для организации стохастически оптимального использования ресурсов ВС;
стохастическая оптимизация функционирования распределённых ВС осущест-
вляется однократно для достаточно большого интервала времени;
параллельные алгоритмы и теоретико-игровые, и стохастического программи-
рования реализуются эффективно на распределённых ВС;
нет сложных вычислительных проблем при создании распределённой опера-
ционной системы, поддерживающей параллельное мультипрограммирование;
разработанный алгоритмический и программный инструментарий вложения
параллельных программ в иерархические ВС эффективнее стандартных MPI-утилит.



Практика ВС с программируемой структурой:

результаты многолетней эксплуатации созданных систем показывают высокую
эффективность архитектурных решений, присущих концепции ВС с программируе-
мой структурой;
эта концепция позволяет в условиях современных возможностей производства
средств микропроцессорной техники строить промышленные ВС, множество конфи-
гураций которых составляют семейства (ряды) совместимых экономичных моделей
для широкого диапазона по производительности, надёжности и живучести;
примером служит ВС МИКРОС, подход в реализации которой допускает фор-
мирование требуемых сосредоточенных и распределённых моделей из серийных
средств микропроцессорной техники и обеспечивает на многие годы возможность
эволюционного совершенствования системы в соответствии с развитием технологии
БИС;
результаты в области пространственно-распределённых мультикластерных ВС
составляют основу при конфигурировании государственных и региональных инфор-
мационно-вычислительных комплексов.
Концепция ВС с программируемой структурой позволяет создавать технико-
экономически эффективные средства обработки информации, обладающие сверхвысокой
производительностью, надёжностью и живучестью.
______________________________
·__________
По счёту редакции списка Top500, опубликованного в июне 2011 года 3е место в рейтинге занял «Jaguar» Cray XT5, производитель Cray страна США( Окриджская нацональная лаборатория).

Jaguar суперкомпьютер класса массивно-параллельных систем, размещен в Национальном центре компьютерных исследований в Окридже, штат Теннеси (National Center for Computational Sciences (NCCS)).
Суперкомпьютер имеет массово-параллельную архитектуру, то есть состоит из множества автономных ячеек (англ. nodes). Все ячейки делятся на два раздела (англ. partitions): XT5 и XT4 моделей Cray XT5 и XT4, соответственно.
Раздел XT5 содержит 18 688 вычислительных ячеек, а также вспомогательные ячейки для входа пользователей и обслуживания. Каждая вычислительная ячейка содержит 2 четырехъядерных процессора AMD Opteron 2356 (Barcelona) с внутренней частотой 2,3 ГГц, 16 ГБ памяти DDR2-800, и роутер SeaStar 2+. Всего раздел содержит 149 504 вычислительных ядер, более 300 ТБ памяти, более 6 ПБ дискового пространства и пиковую производительность 1,38 петафлопс.
Раздел XT4 содержит 7832 вычислительных ячеек плюс вспомогательные ячейки для входа пользователей и обслуживания. Ячейка содержит 4-ядерный процессор AMD Opteron 1354 (Budapest) с внутренней частотой 2,1 ГГц, 8 ГБ памяти DDR2-800 (в некоторых ячейках DDR2-667) и роутер SeaStar2. Всего раздел содержит 31 328 вычислительных ядер, более 62 ТБ памяти, более 600 ТБ дискового пространства и пиковую производительность 263 TFLOPS.
Роутер SeaStar2+ имеет пиковую пропускную способность 57,6 ГБ/с, роутер SeaStar2 45,6 ГБ/с. Роутеры соединены в топологию “трехмерный тор”.
Управляющая сетевая операционная система для Jaguar Cray Linux Environment. Она состоит из полноценных версий Linux в управляющих ячейках и микроядер Compute Node Linux в вычислительных. Микроядра разработаны с целью минимизировать накладные расходы на взаимодействие между ячейками.
В период с июля по ноябрь 2009 года происходил апгрейд ячеек раздела XT5: процессоры Opteron заменяются с 4-ядерных на 6-ядерные. Апгрейд планировалось произвести в пять этапов, каждый раз отсоединяя и модернизируя часть ячеек.
В рейтинге суперкомпьютеров TOP500, опубликованном в ноябре 2009 года, Cray XT5 (Jaguar) стал самой производительной в мире компьютерной системой, опередив IBM Roadrunner из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико.

По счёту редакции списка Top500, опубликованного в июне 2011 года, 1е место в рейтинге «K computer» производитель Fujitsu Япония, его Архитектура: 88128 процессора SPARC64 VIIIfx, OC Linux.


2. Формулы, используемые для расчета функции готовности:
13 EMBED Equation.3 1415
. 13 EMBED Equation.3 1415,

для 13 EMBED Equation.3 1415( начальные состояния ЭВМ ), где 13 EMBED Equation.3 1415 соответствует состоянию отказа, а 13 EMBED Equation.3 1415 – работоспособному состоянию машины, и
·=1/13 EMBED Equation.3 1415.

s(0,t)=10/(10+1/106)-10/(10+1/106)*exp((-t)*(10+1/106))=
=0,9999999-0,9999999*exp((-t)*(10,000001));
s(1,t)=10/(10+1/106)-0.000001/(10+1/106)*exp((-t)*(10+1/106))=
=0,9999999-0,000000099*exp((-t)*(10.000001));


Рассчитаем значения функции и построим график:

t,ч.
s(0,t)

0
0

0,001
0,00995

0,01
0,095

0,08
0,55

0,1
0,63212

0,2
0,8646

0,3
0,95


t,ч.
s(1,t)

0
1

0,1
0,999999903

0,2
0,999999901

0,3
0,999999900




Список используемой литературы
Хорошевский В.Г. «Архитектура вычислительных систем», М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008
Конспект лекций по курсу «Архитектура вычислительных систем»









13 PAGE \* MERGEFORMAT 14415




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 8814622
    Размер файла: 71 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий