8.6. Семейство массово-параллельных машин вс мвс-100 и мвс-1000

Массово-параллельные масштабируемые системы МВС предназначены для решения прикладных задач, требующих большого объема вычислений и обработки данных. Суперкомпьютерная установка системы МВС представляет собой мультипроцессорный массив, объединенный с внешней дисковой памятью и устройствами ввода-вывода информации под общим управлением персонального компьютера или рабочей станции.

Основа программного обеспечения МВС:

• языки FORTRAN и С (С++), дополнительные средства описания параллельных процессов;

• программные средства PVM и MPI (общепринятые для систем параллельной обработки);

• средства реализации многопользовательских режимов и удаленного доступа. 

Основные области фактического применения суперкомпьютеров МВС-100/1000:1. Решение задач расчета аэродинамики летательных аппаратов, в том числе явления интерференции при групповом движении.  2. Расчет трехмерных нестационарных течений вязко сжимаемого газа.  3. Расчеты течений с локальными тепловыми неоднородностями в потоке.  4. Разработка квантовой статистики моделей поведения вещества при экстремальных условиях. Расчеты баз данных по уравнениям соблюдения в широкой области температуры и плотности.  5. Расчеты структурообразования биологических макромолекул.  6. Моделирование динамики молекулярных и биомолекулярных систем.  7. Решение задач линейных дифференциальных игр. Динамические задачи конфликтов управления.  8. Решение задач механики деформируемых твердых тел, в том числе с учетом процессов разрушения.

В 1999 году 5 ноября был официально открыт Межведомственный суперкомпьютерный центр (МСЦ). В его создании принимали участие Миннауки РФ, РАН, Минобразования России и Российский фонд фундаментальных исследований. К тому моменту в МСЦ в качестве основного вычислителя была установлена 16-процессорная система фирмы Хьюлетт-Паккард V2250 производительностью 15 млрд. опер/с. Параллельно с этой системой в МСЦ работал также 96-процессорный вариант отечественной системы МВС-1000. Суммарная производительность всех систем центра достигала 230 млрд. опер/с (2,3х1011).

8.6.1. Мвс-100

Подход, который используется при создании отечественных суперкомпьютеров, состоит в закупке новейших комплектующих изделий, создания на этой основе суперкомпьютерных систем, их интеграция в информационно-вычислительные сети и необходимых усилий в области применения, т.е. в разработке прикладных программ и методов математического моделирования. Такая концепция реализована в мультипроцессорной вычислительной системе МВС-100, которая создана в сотрудничестве научно-исследовательских институтов Российской академии наук и промышленности (головные организации НИИ «Квант» РАСУ и ИПМ РАН).

МВС-100— отечественная мультипроцессорная система второго поколения. В настоящее время она заменяется наМВС-1000. Поставляется в виде типовых конструктивных модулей по 32, 64 и 128 процессоров. Число процессоров в модулях и число модулей может варьироваться. Для основной обработки применяются микропроцессоры Intel 860 с производительностью до 100 МФлоп (64 разряда при двойной точности) и присоединенной оперативной памятью, изменяемой от 8 до 32 Мбайт. Для межпроцессорного обмена в каждом узле используется транспьютер, работающий с той же оперативной памятью, а также памятью внешнего обмена объемом 2-8 Мбайт. Общая пропускная способность 4 транспьютерных каналов для внешнего обмена 20 Мбайт/с. Система МВС-100 эксплуатируется в ряде институтов РАН и промышленности. Установки МВС-100 с суммарной производительностью более 50 миллиардов операций в секунду в течение нескольких лет успешно эксплуатируются в вычислительных центрах РАН (в Москве, Екатеринбурге, Новосибирске, Владивостоке) и в отраслевых ВЦ. При этом решены сложные прикладные задачи качественно нового уровня из области аэродинамики для самолетостроения и создания реактивных двигателей, ядерной физики, управления динамическими системами, распознавания изображений при навигации движущихся объектов, сейсмогеологоразведки, нефтедобычи, метеорологии, биоинженерии и др. Показана возможность эффективного распараллеливания вычислений и обработки данных.