ПОДХОД К ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ГИБРИДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ INTEL XEON PHI 

Васин Леонид Анатольевич, кандидат технических наук, заведующий кафедрой информационно-вычислительных систем, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (Россия, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28), E-mail: leo.vasin@gmail.com 

004.4 

Предмет. Обработка больших массивов информации, выполнение различных видов прогнозирования, проведение машинного обучения – все эти задачи требуют организации эффектного параллельного вычислительного процесса,
ориентированного на высокопроизводительные вычисления. Для повышения производительности вычислительной системы может использоваться принцип гибридности, сочетая возможности центральных, графических и других сопроцессорных устройств. Для увеличения эффектности и точности вычислительного процесса могут использоваться нетрадиционные арифметические системы, например система остаточных классов. В работе показан вариант построения гибридной параллельной вычислительной структуры с дополнительными сопроцессорами и графическими процессорами. Целью работы являются разработка и исследование способов организации параллельных вычислительных структур и вычислительного процесса.
Методы. Проводимое исследование основано на применении теории построения параллельных вычислительных систем, а также на принципах функционирования ситемы остаточных классов.
Результаты. Включение в состав вычислительной системы потокового планировщика данных между графическим и сопроцессорным блоком позволяет осуществлять необходимую коммутацию данных в зависимости от выполняемой арифметической операции. Это позволяет использовать графические процессоры только для выполнения операций в базисе системы остаточных классов, что обусловлено наличием большего количества вычислительных ядер. Преобразование данных из позиционной системы счисления в непозиционную выполняется средствами математического сопроцессора, в роли которого используется Intel Xeon Phi. Использование гибридной схемы организации вычислительной системы позволяет более эффективно выполнять вычислительный процесс с использованием системы остаточных классов.
Выводы. Предложенный подход заключается в комплексном использовании графических и сопроцессорных устройств, что позволяет эффективно организовать вычислительный процесс на основе модулярный арифметики за счет ее естественного параллелизма, а также за счет выполнения процедуры перевода чисел в СОК и обратно на сопроцессоре Intel Xeon Phi. 

Ключевые слова

архитектура вычислительной системы, организация вычислительного процесса, графический процессор, система остаточных классов, модулярные операции, арифметический базис 

 Скачать статью в формате PDF