ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ЭВМ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АТОМНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Егоршин С. П., Воробьева Н. М., Живечкова О. Н.

СарФТИ, г. Саров


Одним из направлений ядерной промышленности является разработка спецконструкций. Для расчетно-теоретических обоснований таких специзделий проводятся сложные математические расчеты с использованием современной вычислительной техники — супер ЭВМ с большим числом процессоров.. При проведении таких расчетов в ряде случаев возникают сильные искажения счетной сетки. Поэтому необходимо проводить глобальное перестроение счетной сетки и последующий пересчет газодинамических величин со старой регулярной четырехугольной сетки на новую.

В газодинамическом комплексе программ одним из авторов (Егоршиным С.П.) был реализован ’растровый’ метод пересчета сеточных величин, основанный на дроблении счетных ячеек старой сетки на мелкие элементарные части растровой развертки—пиксели — с дальнейшим простым подсчетом числа пикселей ячейки старой сетки, попавших в ячейку новой сетки.

Для уменьшения временных затрат производственного счета этот метод был распраллелен. На ЭВМ с распределенной памятью новая сетка разбивалась на фрагменты по столбцам, где количество фрагментов равнялось количеству процессоров. На каждом процессоре хранился фрагмент новой сетки и вся старая сетка.

Пересчет сеточных величин в ячейках новой сетки на фрагменте производился с наличием только одного перекрытия рассматриваемого фрагмента—с левым соседом. А для правого крайнего столбца фрагмента недостающая информация принималась от соседнего справа фрагмента с помощью межпроцессорного обмена библиотеки MPI.

Число ПЭ

Ер

1

100%

2

98%

4

96%

6

93%

8

89%

Исследование эффективности параллельного алгоритма глобального пересчета сеточных величин проводилось на многопроцессорной вычислительной системе, установленной во ВНИИЭФ, в режиме, при котором с увеличением числа процессоров размер задачи не меняется. Для замеров был использован пересчет величин счетной сетки (30х24) в тесте о сходящейся сферической ударной волне. Результаты исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1. Эффективность распараллеливания алгоритма глобального пересчета сеточных величин.

 В результате того, что с ростом числа процессоров число точек на каждом процессоре уменьшается, а число обменов не меняется, происходит снижение эффективности. Анализ результатов позволяет утверждать, что данная версия реализованной параллельной программы пересчета сеточных величин имеет хорошие показатели эффективности распараллеливания.