Модель вычислений параллельной потоковой вычислительной системы (ППВС) «БУРАН»

1. Исследование принципов работы блока ввода данных для параллельной потоковой вычислительной системы Д.Н. Змеев, Н.Н. Левченко, А.С. Окунев, А.Л. Стемпковский

2. Модель вычислений параллельной потоковой вычислительной системы (ППВС) «БУРАН» а b c d n + * + Потоковый граф программы * * узлы - / Вычисление формулы ((a+b)*(c+n))/(b*c-(a+b)*d) результат Токен Признаки токена Ключ Данное Структура данных системы Ключ Пакет Аузл Признаки пакета Nз Контекст Данное 1 Данное 2 2

3. Модель вычислений ППВС «БУРАН» с управлением потоком данных с динамически формируемым контекстом Программа на DFL = набор узлов Ассоциативная память M1(x1,x2){7,6} пакет заголовок узла x4–> M1.b{9,4} x2–> M1.b{7,6} … node M1(a,b) {i,j} begin … a*b –> M2.c{i+1,j}; … end … ожидание «парного» токена токены Сопоставление токенов (при одинаковом контексте) x3–>M2.c{8,6} x1–>M1.a{7,6} программа узла формирование пакета i формирование и посылка токена node M1(a,b){i,j} j M1(x1,x2){7,6} пакет поступает на вход узла имя узла входы узла контекстузла 3

4. БазоваяАрхитектура параллельной потоковой вычислительной системы «БУРАН» ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ токен токен токен токен ИУ r-1 ... ИУ m-r ИУ m-1 ... ИУ 0 пакет пакет пакет пакет внутренний коммутатор пакетов внутренний коммутатор пакетов ... пакет пакет пакет пакет ... ... ПС 0 ПС k-1 ПС n-k ПС n-1 токен токен токен токен внутренний коммутатор токенов внутренний коммутатор токенов ЯДРО ЯДРО коммутатор токенов Блок ввода данных 4

5. структурная схема блока ввода данных Память данных Память токенов данные с ХОСТа Узел формирования полей токенов Входной регистр токенов Узел формирования № ядра Узел формирования № этапа Узел анализа алгоритма ввода токенов Узел анализа режима ввода токенов Узел генерации токенов Узел ввода токенов Формирователь токенов Регистр выдачи токенов токены в КМТ 5

6. алгоритмы ввода данных 6

7. Исследование влияния алгоритма ввода данных для разных классов задач на эффективность их прохождения на программной модели ППВС «Буран» Суммарная загрузка памяти ключей в процессоре сопоставления на задаче БПФ для разных алгоритмов ввода данных последовательный ввод данных вектора чередование полувекторов В два раза уменьшен требуемый объем памяти ключей! 7

8. Исследование влияния алгоритма ввода данных для разных классов задач на эффективность их прохождения на программной модели ППВС «Буран» Суммарная загрузка памяти ключей в процессоре сопоставления на задаче перемножение матриц для разных алгоритмов ввода Последовательно и чередованием Максимальный объем памяти ключей меньше в 80 раз! 8

9. Исследование влияния алгоритма ввода данных для разных классов задач на эффективность их прохождения на программной модели ППВС «Буран» Суммарная загрузка памяти ключей в процессоре сопоставления на задаче сложение векторов для разных алгоритмов ввода (последовательно и чередованием) последовательный ввод данных вектора чередование векторов Максимальный объем памяти ключей меньше в 32000 раз! Зависит от размерности вектора 9

10. Исследование влияния алгоритма ввода данных для разных классов задач на эффективность их прохождения на программной модели ППВС «Буран» Задача «Сложение векторов» 155680 131112 тактов тактов Ускорение на 16% Задача «Быстрое преобразование Фурье» 207556 169325 тактов тактов Ускорение на 18% 10

11. Спасибо за внимание!