Контакти Карта сайту

Розробка апаратно-програмного комплексу на базі інтелектуального персонального суперкомп’ютера гібридної архітектури для математичного моделювання в оборонній галузі, галузях машинобудування та будівництва 0115U002908

 

Результати виконання проекту

 

1) Розроблено концепцію та створено експериментальний зразок Інпарком_pg − апаратно-програмного комплексу на базі інтелектуального персонального суперкомп’ютера гібридної архітектури та розроблено технічну документацію (високопродуктивні обчислення до 3 Тфлопс).

 

 

 

Технічні характеристики апаратно-програмного комплексу  Інпарком_pg

2 процесори Intel Xeon E5520

Оперативна пам’ять 48 GB

2 графічні процесори NVIDIA Tesla K40

Накопичувач SSD

240 GB у форматі адаптера PCI Express

Пікова швидкодія для double precision:

- 2x1.43 TFlops (без GPU Boost)

- 2х1.66 TFlops (з GPU Boost)

2 накопичувачі HDD 1000 GB

3.5” SATA 7200 rpm

Enterprise (RAID 0, 1)

Накопичувач ODD (DVD-RW)

 

2) Розроблено системне програмне забезпечення для Інпарком_pg


 

3) Розроблено нові паралельні алгоритми для обробки розріджених структур даних на комп’ютерах гібридної архітектури для математичного моделювання в оборонній галузі, галузях машинобудування та будівництва.

 

4) Розроблено інтелектуальне чисельне програмне забезпечення Інпарком_pg, основою якого є обробка розріджених структур даних засобами структурної регуляризації та інтелектуалізація процесу дослідження та розв’язування основних класів задач обчислювальної математики.

 

5) На Інпарком_pg створено компоненти програмних комплексів Ліра, Надра та Weld-Predictions на основі гібридних обчислень для математичного моделювання процесів в галузі будівництва, масопереносу та електрозварювання; розв’язано низку задач практичного значення та отримано суттєве скорочення часу математичного моделювання (від 20 до 60 раз).

 

Інпарком_pg реалізує інноваційну функцію автоматичного адаптивного налаштування алгоритму, програми та архітектури комп’ютера на властивості задачі. При цьому враховується наближений характер вихідних даних та гарантується достовірність отриманих комп’ютерних розв’язків.

 

Висока продуктивність Інпарком_pg досягається за рахунок ущільнення обчислень, графічних апаратних засобів, а також віртуалізації прикладного програмного забезпечення.

 

Впровадження розробленого Інпарком_pg дасть змогу забезпечити розв’язання з оцінками достовірності результатів цілого спектру задач проектування в оборонній галузі, галузях машинобудування, будівництва тощо, зокрема задач розрахунку міцності конструкцій, аерогідродинаміки, планування та обробки результатів натурних експериментів і випробувань, для комп’ютерної обробки яких необхідні значні обчислювальні ресурси.

 

Застосування Інпарком_pg скорочує час і кошти на проведення дорогих натурних експериментів, а також матеріальні затрати при високій енергоефективності.

 

Дана розробка є розвитком ідеології сімейства інтелектуальних комп’ютерів Інпарком, створених Інститутом кібернетики ім. В.М. Глушкова спільно з ДНВП «Електронмаш», в напрямку ущільнення обчислень за рахунок новітніх високопродуктивних графічних прискорювачів та сучасних технологій зберігання значних обсягів інформації та віртуалізації прикладного програмного забезпечення.

 

Аналогів інтелектуальних апаратно-програмних комплексів на основі одновузлових суперкомп’ютерів гібридної архітектури з реалізованими функціональними можливостями не існує.

 

Основні переваги інтелектуального суперкомп’ютера гібридної архітектури  Інпарком_pg:

  • звільнення користувачів від роботи по дослідженню задач, створенню паралельних алгоритмів та програм, що скорочує час постановки і розв’язування задач науки і інженерії;
  • постановка в комп’ютері на мові предметної області задачі користувача;
  • отримання комп’ютерного розв’язку задачі з оцінкою його достовірності, а також характерних властивостей комп’ютерної задачі з наближеними даними;
  • реалізація принципу прихованого паралелізму, що забезпечує режим роботи користувача на паралельному комп’ютері, як і на комп’ютері з послідовною організацією обчислень.

Використання Інпарком_pg дозволяє:

  • суттєво зменшити час розв’язування задач з оцінками достовірності результатів;
  • за рахунок використання новітніх графічних прискорювачів зменшити габарити комп’ютера (до формату персонального);
  • забезпечити високу енергоефективність.

 

Інпарком_pg орієнтований на локальне використання (поза комп’ютерних мереж), що є актуальним для кінцевих користувачів, наприклад, для автоматизації проектування в галузі оборони та будівництва, забезпечуючи конфіденційність розрахунків.

 

Виготовлений на ДНВП "Електронмаш" експериментальний зразок Інпарком_pg вже використовується для проведення наукових досліджень та розрахунків. В подальшому передбачається створення промислового зразка та підготовка до серійного виробництва Інпарком_pg.

 

Інпарком_pg знайде застосування на підприємствах і в організаціях, що займаються проектуванням в оборонній галузі та галузях машинобудування, цивільного та промислового будівництва, зокрема при статичному, динамічному та нелінійному аналізі міцності конструкцій, а також в науково-дослідних установах, у вищих навчальних закладах тощо.

 

Приклади розв’язаних на Інпарком_pg практичних задач


(Порівняння часу розв’язування проводиться з часом розв’язування на звичайному персональному комп’ютері без використання розпаралелювання та графічних процесорів.)

 

1)     АНАЛІЗ  МІЦНОСТІ  БУДІВЕЛЬНИХ  ОБ’ЄКТІВ 

 

Статичний аналіз міцності багатоповерхового житлового будинку баштового типу та фундаменту об’єкту промислового призначення. Розрахункові (дискретні) задачі – системи лінійних алгебраїчних рівнянь (СЛАР) з розрідженими несиметричними матрицями, параметри та розріджені структури яких наведено нижче.

 


Отримано скорочення часу розв’язування в 50,60 раз.


2)      РОЗРАХУНОК ФІЛЬТРАЦІЇ В БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ СЕРЕДОВИЩАХ   

 

Задача розрахунку фільтрації в водоносних шарах Чернігівського регіону з розгалуженою мережею поверхневих водотоків. Розрахункова (дискретна) задача – СЛАР із стрічковою симетричною матрицею, порядок якої – 1 151 112, напівширина стрічки – 5 367.

 

 

Набір моделей геометрії водоносних шарів Чернігівського регіону  
(площа поверхні – 184000 х 222000 м)

 

Отримано скорочення часу розв’язування в 60 раз.

 

3)  МАТЕМАТИЧНЕ  МОДЕЛЮВАННЯ  НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ  ЗВАРНИХ  КОНСТРУКЦІЙ 

 

Задача визначення критичного навантаження ділянки трубопроводу з локальним дефектом і окружним швом.

 

   

 

Зовнішній вигляд та схема дефекту ділянки трубопроводу з локальним зтоншенням стінки  і  круговим зварним швом

 

Розрахункова модель – серія нелінійних систем рівнянь для різних навантажень, що збільшуються з кожним кроком, поки не виникає руйнування конструкції. Кожна нелінійна система рівнянь розв’язується ітераційно – на кожній ітерації розв’язується СЛАР із стрічковою несиметричною матрицею, порядок якої 55 560, напівширина стрічки – 1 052.

 

Досягнуто скорочення часу розв’язування в  20-60 раз для різного типу навантажень.

 

 

Пошук
 
Пошта

 
 3d принтери та станки з ЧПУ в Україні