10.14489/vkit.2016.02.pp.052-059

DOI: 10.14489/vkit.2016.02.pp.052-059

Мельников А. К.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ МОДЕРНИЗАЦИИ РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ В ИНТЕРЕСАХ РЕШЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО ТРУДОЕМКИХ ЗАДАЧ
(pp. 52-59)

Аннотация. Рассмотрены пути модернизации реконфигурируемых вычислительных систем на базе программируемых логических инте-гральных схем. Определена проблемная область вычислительно трудоемких задач, имеющих сложность более полиномиальной. Проанализированы результаты применения рассмотренных путей модернизации с точки зрения увеличения возможностей системы по решению задач повышенной размерности в условиях сохранения времени их решения.

Ключевые слова: вычислительные системы; вычислительный элемент; программируемые логические инте-гральные схемы; производительность; вычислительная сложность; модернизация; интенсивный и экстенсивный пути.

Melnikov A. K.
RESEARCH OF METHODS OF RECONFIGURABLE COMPUTER SYSTEMS IMPROVEMENT FOR IMPLEMENTATION OF COMPUTATIONALLY LABORIOUS TASKS
(pp. 52-59)

Abstract. The paper covers ways of improvement of reconfigurable computer systems based on FPGAs. We determined the problem domain of computationally laborious tasks that require improvement of RCS with computational complexity which exceeds polynomial complexity. Three types of tasks were selected in the problem domain: subexponential, exponential and power complexity; a critical time of task implementation was determined as a time interval, when results of task implementation are remaining needed. The aims of RCS improvement are determined as increasing of their quantitative and qualitative characteristics. Quantitative characteristics are RCS ability to solve certain tasks from the problem domain within a specified time interval. Qualitative characteristics are RCS ability to solve tasks with certain dimension from the problem domain within time that not exceeds critical value. Three ways of RCS improvement, directed to increase of their quantitative characteristics, are considered in this paper: extensive, intensiv and combined methods. The extensive method of improvement involves increasing numbers of computing elements; the intensive method of improvement involves using FPGA chips of new generation in computing elements without increasing of their numbers; the combined method – increasing numbers of computing elements and using FPGA chips of new generation. The results of use of the consi-dered ways of improvement are analyzed from the view point, when RCS capabilities of realization of tasks with extended dimension are increased, but the critical time of task implementation remains invariable. The result of analysis of ways of RCS improvement is shown that the use of extensive and intensive methods does not increase the qualitative characteristics of RCS for implementation all computationally laborious tasks from the problem domain, when the critical time of task implementation remains invariable, and can lead to increase the quantitative characteristics. The use of the combined method of RCS improvement can increase the quality characteristics of RCS only for tasks with subexponential complexity.

Keywords: Computer systems; Computational element; Field programmable gate arrays; Performance; Computational complexity; Improvement; Intensive and extensive methods.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. К. Мельников (ЗАО «ИнформИнвестГрупп», Москва) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. K. Melnikov (CLSC “InformInvestGroup”, Moscow) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Каляев А. В., Левин И. И. Модульно-наращиваемые многопроцессорные системы со структурно-процедурной организацией вычислений. М.: Янус-К, 2003 г. 380 с.
2. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры / И. А. Каляев и др. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. 320 с.
3. Lenstra H. W. Factoring integers with elliptic curves // Annals of Mathematics. 1987. V. 126. Р. 649 – 674.
4. Мельников А. К. Исследование путей модерни-зации реконфигурируемых вычислительных систем // Изв. ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск. Суперкомпьютерные технологии. Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2014. № 12(161). С. 83 – 89.
5. Мельников А. К. Исследование путей модернизации реконфигурируемых вычислительных систем в условиях сохранения время решения задач степенной сложности при увеличении их размерности // Материалы 8-й Всероссийской мультиконференции по проблемам управления (МКПУ-2015) // Управление в распределенных и сетевых системах (УРиСС-2015): в 3 т. Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2015. Т. 3. С. 117 – 121.
6. Корнеев В. В. Параллельные вычислительные системы. М.: Нолидж, 1999. 320 с.

Eng

1. Kaliaev A. V, Levin I. I. (2003). Modular scalable multiprocessor systems with structural-procedural organization of calculations. Moscow: Ianus-K.
2. Kaliaev I. A. et al. (2008). Reconfigurable multi pipe-line computing structures. Rostov-on-Don: Izdatel'stvo IuNTs RAN.
4. Mel'nikov A. K. (2014). Study ways to modernize reconfigurable computer systems. Izvestiia IuFU. Tekhnicheskie nauki. Special Issue. Supercomputer technologies. Rostov-on-Don: Izdatel'stvo IuFU, 161(12), pp. 83-89.
5. Mel'nikov A. K. (2015). Study of ways to modernize reconfigurable computing systems in the conditions of preservation of time for solving tasks of exponential com-plexity while increasing dimensions. Proceedings of the 8th All-Russian multi conference on management problems. (MKPU-2015). Management of distributed and network sys-tems. (URiSS-2015). In 3 volumes. Vol. 3, pp. 117-121. Rostov-on-Don: Izdatel'stvo IuFU.
5. Voevodin V. V. (2000). Supercomputers: уesterday, today and tomorrow. Nauka i zhizn', (5), pp. 76-83.
6. Korneev V. V. (1999). Parallel computing sys-tems. Moscow: knowledge.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

{jform=1,doi=10.14489/vkit.2016.02.pp.052-059}

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below:

{jform=2,doi=10.14489/vkit.2016.02.pp.052-059}