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.