Open AccessA multilevel approach to algorithm and software design for exaflops supercomputers
Author(s) -
Б. М. Глинский,
Igor Kulikov,
А. В. Снытников,
Igor Chernykh,
Д.В. Винс
Publication year - 2015
Publication title -
vyčislitelʹnye metody i programmirovanie
Language(s) - English
Resource type - Journals
eISSN - 1726-3522
pISSN - 0507-5386
DOI - 10.26089/nummet.v16r451
Subject(s) - supercomputer , computer science , implementation , software , parallel computing , algorithm , code (set theory) , architecture , development (topology) , computational science , computer architecture , computer engineering , software engineering , operating system , programming language , mathematics , art , mathematical analysis , set (abstract data type) , visual arts
Предлагается методология разработки алгоритмического и программного обеспечения для суперкомпьютеров экзафлопсного уровня, содержащая три связанных этапа: первый этап определяется со-дизайном, под которым мы понимаем адаптацию вычислительного алгоритма и математического метода под архитектуру суперкомпьютера на всех этапах разработки программы; на втором предполагается создание упреждающего алгоритмического и программного обеспечения для наиболее перспективных экзафлопсных суперкомпьютеров на основе имитационного моделирования с целью адаптации алгоритмов под заданную архитектуру суперкомпьютера; третий этап связан с оценкой энергоэффективности алгоритма при различных реализациях на данной архитектуре либо на различных архитектурах. Данный подход иллюстрируется примерами решения двух задач из области астрофизики и физики плазмы. A strategy is proposed for the development of algorithms and software for exaflops supercomputers. This strategy consists of three stages. The first stage is the co-design understood as considering the architecture of the supercomputer at all steps of the development of the code. The second stage is the forward-looking development of algorithms and software for the most promising exaflops supercomputers. The forward-looking development is based on the simulation of the algorithm behavior within a given supercomputer architecture. The third stage is the estimation of energy efficiency of the algorithm with various implementations for a particular architecture or for different supercomputer architectures. The proposed approach is illustrated by the examples of solving two problems from astrophysics and plasma physics.