10.14489/vkit.2018.08.pp.011-016

DOI: 10.14489/vkit.2018.08.pp.011-016

Левин И. И., Пелипец А. В.
ЭФФЕКТИВНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ СИСТЕМАХ
(c. 11-16)

Аннотация. Высокопроизводительные вычисления, основанные на концепции многоядерности и увеличении числа задействованных универсальных процессоров, демонстрируют тенденцию к снижению ежегодного роста реальной производительности суперкомпьютеров. Рассмотрены системы с возможностью аппаратной специализации путем программирования их вычислительной структуры. Показано, что архитектурные и технологические особенности реконфигурируемых компьютеров требуют использования принципиально иного метода распараллеливания, не применяемого в традиционных многопроцессорных и кластерных системах.

Ключевые слова: реконфигурируемые вычислительные системы; программируемые логические интегральные схемы; LU-разложение; распараллеливание по итерациям.

Levin I. I., Pelipets A. V.
EFFECTIVE IMPLEMENTATION OF THE PARALLELIZATION ON RECONFIGURABLE COMPUTER SYSTEMS
(pp. 11-16)

Abstract. The high performance computing, based on increasing the number of processors and cores, shows the tendency of decreasing the growth of the supercomputer real performance. In this paper, the increasing emphasis was paid on systems with the possibility of hardware specialization by programming their computational architecture. The new concept of RCS (Reconfigurable Computer Systems) based on the FPGA (Field-Programmable Gate Array) is actively developed. This concept was about the possibility of programming the unified field, consisting of many directly connected FPGAs. There are a number of specific features for the high performance computing on reconfigurable computer systems, such as inefficiency of implementation the parallel algorithms on clusters. If this configuration algorithm is used in RCS, the necessary of using a number of communication channels with memory is greatly increasing. Architectural and technologically specific of reconfigurable computer requires the use of a radically different parallel method, not applicable for traditional multiprocessor and clusters. The paper covers the parallelizing method of the linear algebra calculation on reconfigurable computers, illustrated with specific example of LU-factorization (L – Lower triangular matrix, U – Upper triangular matrix). Iteration cycles of LU-factorization algorithm was investigated for non-use the geometric partitioning methods. It was shown that not only geometric partitioning but also iteration cycles may be parallelized. Due to the flexible architecture of reconfigurable computer systems, the effective computational pipeline without significant temporary loss for synchronizing and data exchange can be constructed.

Keywords: Reconfigurable computer systems; Field-programmable gate arrays; LU-factorization; Iterationparallel method.

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

Рус

И. И. Левин (Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета, Таганрог, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
А. В. Пелипец (Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров, Таганрог, Россия)

Eng

I. I. Levin (Institute of Computer Technologies and Information Security of the Southern Federal University, Taganrog, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
A. V. Pelipets (Supercomputers and Neurocomputers Research Center, Taganrog, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Волков Д., Фролов А. Оценка быстродействия нерегулярного доступа к памяти // Открытые системы. СУБД. 2008. № 1. С. 15 – 19.
2. Сиротинина Н. Ю., Удалова Ю. В. Параллельные вычислительные системы: учеб. пособие. Красноярск: ИПК СФУ, 2009. 111 с.
3. Хорошевский В. Г. Распределенные вычислительные системы с программируемой структурой // Вестник СибГУТИ. 2010. № 2. С. 3 – 41.
4. Реконфигурируемые вычислительные системы на основе ПЛИС семейства VIRTEX-6 [Электронный ресурс] / И. А. Каляев и др. // Параллельные вычислительные технологии (ПАВТ’2011): тр. Междунар. науч. конф. Москва, 28 марта – 01 апр. 2011 г. Челябинск, 2011. С. 203 – 210. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_ 22641139_59288461.pdf (дата обращения: 25.06.2018).
5. Гузик В. Ф., Каляев И. А., Левин И. И. Реконфигурируемые вычислительные системы: учебник / под общ. ред. И. А. Каляева. Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2016. 472 с.

Eng

1. Volkov D., Frolov A. (2008). Performance Rating irregular memory access. Otkrytye sistemy, (1), pp. 15 – 19. [in Russian language]
2. Sirotinina N. Yu., Udalova Yu. V. (2009). Parallel computing systems: textbook. Krasnoiarsk: IPK SF. [in Russian language]
3. Horoshevskiy V. G. (2010). Distributed computing systems with programmable structure. Vestnik SibGUTI, (2), pp. 3-41. [in Russian language]
4. Kalyaev I. A. et al. (2011). Reconfigurable Computing Systems based on FPGAs of the VIRTEX-6 family. Parallel Computing Technologies 2013 (PaVT’2013): proceedings of the International scientific conference. (pp. 203 – 210). Moscow, 28 March – 1 April 2016, Cheliabinsk. Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_ 22641139_59288461.pdf (Accessed: 25.06.2018). [in Russian language]
5. Kalyaev I. A. (Ed.), Guzik V. F., Levin I. I. (2016). Reconfigurable computing systems: textbook. Rostov-on-Don: Izdatel'stvo IuFU. [in Russian language]

+ - 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 скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2018.08.pp.011-016

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

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 copy the article doi:

10.14489/vkit.2018.08.pp.011-016

and fill out the form