10.14489/vkit.2016.08.pp.022-028

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.

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

Рус

К. М. Назаренко, Н. А. Коробов, А. Б. Надыкто (Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Л. Н. Кириллова (Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Россия)

Eng

K. M. Nazarenko, N. A. Korobov, A. B. Nadykto (Moscow State University of Technology “STANKIN”, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
L. N. Kirillova (North-Caucasus Federal University, Stavropol, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Назаренко К. М., Кириллова Л. Н. Вычислительная среда для компьютерного моделирования наносистем. СASE-управление вычислениями // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 3. С. 50 – 55.
2. Gaussian Products [Электронный ресурс]. URL: http://www.gaussian.com/g_prod/1.htm (дата обращения: 20.06.2016).
3. Gil A. Is there Anything Outside Gaussian? // Centre de Supercomputacio de Catalunya [Электронный ресурс]. URL: https://www.csuc.cat/sites/default/files/docs/ altres_programes.pdf (дата обращения: 20.06.2016).
4. Kernel Virtual Machine: офиц. сайт [Электронный ресурс]. URL: http://www.linux-kvm.org (дата обращения: 20.06.2016).
5. All Downloads // VMware, Inc.: офиц. сайт [Электронный ресурс]. URL: https://my.vmware.com/web/vmware/ free#desktop_end_user_computing/vmware_player/ (дата обращения: 20.06.2016).
6. LindaSpaces: офиц. сайт [Электронный ресурс]. URL: http://lindaspaces.com (дата обращения: 20.06.2016).

Eng

1. Nazarenko K. M., Kirillova L. N. (2016). Computational environment for nanosystem modeling. CASE-based task management system. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (3), pp. 50-55. doi: 10.14489/vkit.2016.03.pp.050-055 [in Russian language]
2. Gaussian Products. Available at: http://www. gaussian.com/g_prod/1.htm (Accessed: 20.06.2016).
3. Gil A. Is there Anything Outside Gaussian? Centre de Supercomputacio de Catalunya. Available at: https://www.csuc.cat/sites/default/files/docs/ altres_programes.pdf (Accessed: 20.06.2016).
4. Kernel Virtual Machine: official site. Available at: http://www.linux-kvm.org (Accessed: 20.06.2016).
5. All Downloads. VMware, Inc.: official site. Available at: https://my.vmware.com/web/vmware/ free#desktop_end_ user_computing/vmware_player/ (Accessed: 20.06.2016).
6. LindaSpaces: official site. Available at: http://lindaspaces.com (Accessed: 20.06.2016).

+ - 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.2016.08.pp.022-028}

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.2016.08.pp.022-028}