Перевод названия: EVALUATION OF EFFECTIVENESS OF HIGH PERFORMANCE COMPUTING SYSTEM WITH FUNCTIONAL MODELS
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2016
Ключевые слова: grid, распределенные системы, torque, Maui, SimGrid, GridSim, Microgrid, distributed system
Аннотация: Образовательные учреждения, организации и предприятия, работающие в наукоемких областях промышленности, часто нуждаются в проведении ресурсоемких расчетов, производимых с использованием высокопроизводительных суперкомпьютерных комплексов и вычислительных сетей. В качестве алгоритмов распределения задач в рамках подобных систем испоПоказать полностьюльзуются стандартные алгоритмы, нацеленные на эффективную работу со множеством однотипных заданий. В то же время существует целый класс задач, требующих успешного завершения целого ряда условий, таких как наличие определенного проблемно ориентированного ПО, специфические требования к аппаратным ресурсам вычислительных узлов и др. К этому классу также принадлежат задачи, связанные с расчетом траектории движения небесных тел, геологической разведки, анализа big-data, исследования газокинетических явлений, задачи промышленного имитационного моделирования, в том числе моделирования ракетно-космических объектов. В этом случае для успешного распределения нагрузки внутри высокопроизводительной системы применяются специальные алгоритмы планирования и распределения заданий. Однако существующие методы оценки эффективности работы этих алгоритмов достаточно сильно отличаются в зависимости от решаемых задач, а также типа вычислительной системы. Наиболее точную оценку можно получить с помощью экспериментального метода исследования, однако чаще всего проводить реальные расчеты ресурсоемких задач в целях эксперимента абсолютно нецелесообразно ввиду значительных временных и материальных затрат. В данном случае хорошим альтернативным вариантом является использование функциональных моделей вычислительных систем, которые позволяют оценить эффективность использования того или иного инфраструктурного или программного решения в рамках отдельно взятой вычислительной системы. Приведено исследование методов оценки эффективности гетерогенной вычислительной системы СФУ на основе её функциональной модели. В качестве исходных экспериментальных данных использовалось множество задач, запущенных в вычислительной системе за последние несколько лет. Для имитации запуска задач использовались платформы SimGrid и Alea. Как результат, были достигнуты максимально приближенные к реальным условия для проведения экспериментов по оценке эффективности применения различных алгоритмов распределения пользовательских задач, произведено исследование методов оценки эффективности работы ВС. Educational institutions, organizations and companies operating in knowledge-intensive industries, are often in need to make conducting intensive calculations using the high-performance supercomputing systems and computer networks. As the algorithms of distribution of tasks within such systems, people use standard algorithms aimed at efficient operation with a lot of similar tasks. At the meantime, there is a whole class of problems, which requires the successful completion of a number of conditions, such as having certain problem-oriented software, specific requirements for hardware resources of compute nodes, and others. This class of tasks also includes the tasks associated with the calculation of the path of movement of the planets, geological exploration, big-data analysis, etc. In this case, for the successful distribution of the load within a high-performance system we use special algorithms for planning and allocation of tasks. So, effective usage of computing resources in case of high-performance computing centers is the actual problem. The main aspect of this problem is the approach of task planning and distribution across computing nodes. This article covers the main algorithms of huge tasks distribution in large computing systems, such as First Come First Served, Shortest/Longest Job First, Backfilling, Round-robin, etc. To evaluate the effectiveness of these algorithms the authors have developed a model of a computer system, showing the structure of an existing computer system of SFU. As the initial experimental data authors used a variety of tasks which have run in the computing system of SFU over the past few years. As a platform to simulate running tasks SimGrid platform and Alea were used. The closest to the real conditions were achieved for the evaluation of the effectiveness of different algorithms of distribution of user tasks. Using the experiments results, the authors propose some solutions for the modernization of the existing computing infrastructure.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: Т. 17, № 2
Номера страниц: 295-301
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева