Исследователи собираются "разогнать" самые мощные в мире суперкомпьютеры при помощи нового эффективного программного обеспечения

Консоль суперкомпьютера


Исследователи из университета Квинса в Белфасте (Queen's University Belfast), Манчестерского университета (University of Manchester) и лаборатории STFC Daresbury занимаются разработкой нового программного обеспечения, которое способно существенно увеличить вычислительную мощность современных суперкомпьютеров при обработке наборов "больших данных", сократив до допустимого минимума количество расходуемой на это энергии. Данная работа выполняется в рамках программы SERT (The Scalable, Energy-Efficient, Resilient and Transparent Software Adaptation), а ее ключевым моментом является так называемая технология "приблизительных вычислений" (approximate computing), известная еще под названием "significance-based computing", форма "разгона" при которой надежность и точность вычислений жертвуются в сторону увеличения быстродействия и снижения количества потребляемой энергии.

Основная идея заключается в реализации управления аппаратными средствами вычислительных систем таким образом, что их компоненты работают при напряжении, немного превышающем допустимое пороговое значение (near-threshold voltage, NTV). В таких условиях все компоненты работают не очень надежно, часто совершая ошибки. Предполагается, что специализированное программное обеспечение и параллелизм вычислений позволят выявить и устранить возникающие вычислительные ошибки несколькими различными методами.

"Мы исследуем сценарии, в которых программы разделяются на критические и несущественные участки. И эти участки выборочно выполняются суперкомпьютером на тех аппаратных средствах, которые обеспечивают требующийся уровень надежности, но не более того" - пишут исследователи, - "Сейчас мы формируем наборы правил, по которым будут определяться участки алгоритмов, которые невосприимчивы к возникающим ошибкам. Остальные участки алгоритмов являются критическими, возникновение ошибок при их исполнении чревато проведением повторных вычислений и, следовательно, к перерасходу энергии".

Кроме определения наборов правил, по которым участки кода будут разделяться на несколько категорий, исследователи работают над разработкой вычислительных методов, повышающих устойчивость программы к возникновению ошибок. Более того, ведется разработка алгоритмов расстановки контрольных точек, в которых производится анализ исходных данных и результатов вычислений, что позволяет выявить возникновение "тихих" ошибок вычислений или повреждения данных.

"Использование таких программных решений позволит производить обработку больших наборов данных или сложнейших математических моделей гораздо быстрее и с меньшими затратами энергии, нежели бы над этим работал тот же самый суперкомпьютер, функционирующий в обычном режиме" - рассказывает профессор Димитриос Николопулос (Dimitrios Nikolopoulos), научный руководитель проекта SERT.

Следует отметить, что реализация проекта SERT была начата только в этом месяце с момента получения финансирования в размере одного миллиона фунтов стерлингов от британского совета EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council). А первыми программами, которые испытают на себе всю мощь "разогнанных" суперкомпьютеров, станут детализированные модели природных явлений, таких, как океанские течения, модели систем и органов человеческого организма, климатические модели и многое другое из области энергетики, метеорологии, транспорта, науки и т.п.




Ключевые слова:
Суперкомпьютер, Вычислительная, Мощность, Скорость, Эффективность, Расход, Энергия, Напряжение, Ошибка, Надежность

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создана программа, способная исправить ошибки в другой программе, не имея д ...
  • Компания Google начинает внедрять первые технологии коррекции ошибок в обла ...
  • Система Chisel позволяет компьютерам экономить энергию, разрешая им делать ...
  • Европейцы планирую создать суперкомпьютер, построенный на базе процессоров, ...
  • Установлена рекордная производительность математического моделирования - од ...




  • 4 марта 2015 09:20
    #1 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Ну вот объясните мне, какие данные, рассчитываемые на суперкомпьютерах, могут быть несущественными? А если они несущественные, то что они делают в расчетах?
    Я понимаю, если это данные для отображения сцен игры у пользователя, тогда некоторые искажения при отображении картинок несущественны, но какие данные при расчетах на суперкомпьютерах?
    P.S. Кстати, чем больше разгоняешь процессоры, тем быстрее они выходят из строя.
        
    4 марта 2015 10:52
    #2 Написал: Молочный

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    zlat,
    да полно... при расчете симуляции термояда нужно будет посчитать движение млрд млрд реакций каждой пары столкнувшихся ядер, если тыща или 100тыщ будут рассчитаны неправильно на общем фоне это будет какая-то мильенная доля процента и всем на нее начхать.
        
    4 марта 2015 11:11
    #3 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Молочный, ну, если результат расчетов этих долей будет в сто миллионов раз отличаться, то неизвестно, результаты правильной или неправильной пары будут главенствовать в значении конечной цифры
        
    4 марта 2015 14:13
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: zlat
    какие данные, рассчитываемые на суперкомпьютерах

    Ну, к примеру, цепочка расчетов чисел с плавающей запятой, результат которой округляется до целого числа. Такое в вычислениях есть сплошь и рядом, и для такого не требуется высокая точность (количество разрядов чисел-операндов).


    --------------------
        
    4 марта 2015 18:04
    #5 Написал: argo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 64
    В астрономии есть куча задач в которых даже самые точные вычисления, все равно приблизительны, а результат не имеет практического применения, но в общем и целом весьма значим на уровне да , или нет.
    Разумеется конечное вычисление имеющее прикладное применение будут делать по полной, но для того что бы к нему прийти есть еще масса промежуточных вычислений в которых определенная для погрешности не значима.
        
    5 марта 2015 05:01
    #6 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Ну, к примеру, цепочка расчетов чисел с плавающей запятой, результат которой округляется до целого числа.

    Вот только в этом случае результаты уже округленных целых чисел будут отличаться(где-то немного, а где-то в разы и на порядки)
    Цитата: argo
    но в общем и целом весьма значим на уровне да , или нет.

    и в данном случае в результате ошибок результаты расчетов будут отличаться уже на да и нет (ну разве что считают ПРИБЛИЗИТЕЛЬНУЮ статистику этих да и нет, правда сомневаюсь, что для таких расчетов понадобятся суперкомпьютеры)
        
    5 марта 2015 22:19
    #7 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    FomaNeverujuwij: где-то я уже встречал человека с рациональным типом мышления. А мы с вами, случайно, не пасли коров на Венере...? Если вы не тот человек, о котором я думаю, мой вопрос близко к сердцу не принимайте. - Если пасли, это останется нашей "маленькой" тайной.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.