DOI: 10.14489/vkit.2016.08.pp.022-028

Назаренко К. М., Коробов Н. А., Надыкто А. Б., Кириллова Л. Н.
КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОБЛЕМНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ GRID-СИСТЕМ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ
(c. 22-28)

Аннотация. Проведено комплексное исследование интегральной производительности проблемно ориентированных вычислительных GRID-систем для численного моделирования свойств наноструктур и наноматериалов. Исследованы производительность узлов комплекса ЭВМ и эффективность использования прикладного программного обеспечения в многозадачных режимах при гомогенной и гетерогенной организации вычислительной среды. Получены оценки эффективности виртуализации операционных систем и влияния технического оснащения узлов на эффективность различных многозадачных режимов. На основании полученных данных выработан комплекс рекомендаций по оптимизации производительности подобных систем, их проектированию и эксплуатации.

Ключевые слова:  математическое моделирование; наносистемы; управление заданиями; высокопроизводительные вычисления; GRID-системы; суперкомпьютеры; вычислительная среда; виртуализация.

Nazarenko K. M., Korobov N. A., Nadykto A. B., Kirillova L. N.
GRID COMPLEX INTEGRATED PRODUCTIVITY FOR NANOSTRUCTURES AND NANOMATERIALS NUMERICAL SIMULATIONS COMPREHENSIVE STUDY
(pp. 22-28)

Abstract. n the present paper has been performed integrated productivity comprehensive study for typical computational facility with nanostructures and nanomaterials numerical simulations consisting  the GRID complex equipped with the CASE-based (Computer-Aided Software Engineering) task management system and Gaussian 09W and 09 suites of programs. The key factors controlling the facility productivity number, including multi-task and multi-core regimes, virtualization, computational environments homogeneity and heterogeneity, have been investigated and impacts of the hardware component on the different multi-tasking schemes efficiency has been studied. In particular, it has been shown that the computational power on the clock speed dependency is nonlinear and that the use of conventional linear dependency may lead to > 15 % errors. Out of a number of performance tests, only Passmark score was consistent with the directly measured different hardware platforms computation speed. The KVM (Kernelbased Virtual Machine) and VMware virtualization tools efficiency was found to be high, over 90 – 92 % in all the case studied. The SMP (Symmetric MultiProcessing) multi-tasking schemes efficiency was found to depend on both hardware and software component, being different for different hardware platform running identical set of tasks. Based on the obtained data, a set of recommendations for optimizing the such GRID-systems performance, their design and operation has been developed and discussed.

Keywords: Mathematical modeling; Nanosystems; Task management; High-performance computations; GRID-systems; Supercomputers; Computational environment; Virtualization.