ГОСТ Р 57700.27-2020 Высокопроизводительные вычислительные системы. Термины и определения

>

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Термины и определения

Издание официальное

Стамдфт™фо{Ш 20»

Предисловие

• 1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский федеральный ядериый центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»)

• 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 700 «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии»

• 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 ноября 2020 г. № 1078-ст

• 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства ло техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ. оформление. 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

• 1 Область применения

• 2 Нормативные ссылки

• 3 Термины и определения

Алфавитный указатель терминов на русском языке

Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке

Введение

Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий данной области знания.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены два (три, четыре и т. д.) термина, имеющие общие терминоэлементы.

В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.

Приведенные определения терминов можно, при необходимости, изменять, вводя в них произвольные признаки, раскрывая значения используемых терминов, указывая объекты, входящие е объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.

В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой, — светлым, синонимы — курсивом.

ГОСТ Р 57700.27—2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Термины и определения

High-performance computing systems. Terms and definitions

Дата введения — 2021—06—01

• 1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области высокопроизводительных вычислительных систем.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и рекомендуются в научно-технической, учебной и справочной литературе в области высокопроизводительных вычислительных систем, входящих в сферу действия работ по стандартизации и (или) использующих результаты этих работ.

Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ Р 57700.18 и ГОСТ Р 57700.26.

• 2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 15971 Система обработки информации. Термины и определения

ГОСТ 33707 Информационные технологии. Словарь

ГОСТ Р 57700.18 Высокопроизводительные вычислительные системы. Требования к тестовым программам приемочных испытаний

ГОСТ Р 57700.26 Высокопроизводительные вычислительные системы. Требования приемочных испытаний

Прим еча нив — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет игы по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положеюге. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

• 3 Термины и определения

Общие понятия

• 1 высокопроизводительные вычисления: Вычисления, выполне-ние которых требует большого объема расчетов и (или) обработки боль* ших объемов данных за сравнительно небольшой промежуток времени, и. как правило, специальных вычислительных ресурсов.

• 2 вычислительная система; ВС: Совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для выполнения информационно-вычислительных процессов.

• 3 высокопроизводительная вычислительная система; ВВС: Многопроцессорная ВС для выполнения высокопроизводительных вычислений.

• 4 многопроцессорная вычислительная система (мультипроцессор); МВС: ВС. содержащая два или более процессоров, работающих под общим управлением с возможностью обмена данными между этими процессорами.

• 5 архитектура высокопроизводительной вычислительной системы: Структура ВВС. определяющая состав ее основных функциональных компонентов (подсистем), их назначение, способы организации и взаимодействия.

• 6 гомогенная высокопроизводительная вычислительная система (однородная ВВС): ВВС. состоящая из однотипных вычислительных узлов. объединенных однотипными каналами связи.

• 7 гетерогенная высокопроизводительная вычислительная система (неоднородная ВВС): ВВС. состоящая из различных типов вычислительных узлов и (или) объединенных различными типами каналов связи.

• 8 универсальная высокопроизводительная вычислительная система: ВВС. предназначенная для решения различного класса задач, не имеющая архитектурных и аппаратных особенностей, ориентированных на определенный класс задач.

• 9 специализированная высокопроизводительная вычислительная система: ВВС. ориентированная на определенный класс задач.

• 10 узел высокопроизводительной вычислительной системы: Совокупность аппаратно-программных средств, выполняющая определенные функции и имеющая интерфейсы взаимодействия с другими узлами.

Примечание — В зависимости от выполняемых функций узлы ВВС могут быть: вычислительными, файловыми, инструментальными. административными и т. д.

• 11 подсистема ВВС: Составная часть ВВС, выполняющая определенную функцию.

• 12 вычислительная подсистема: Подсистема ВВС. выполняющая вычислительные функции.

• 13 подсистема управления и администрирования: Подсистема ВВС. выполняющая функции управления и администрирования ресурсами ВВС.

• 14 подсистема доступа: Подсистема ВВС. обеспечивающая удаленный доступ пользователей к ВС.

• 15 сервисная подсистема: Подсистема ВВС. обеспечивающая работоспособность и правильность функционирования программно-апларат-

  hhgh-performance computing (НРС)

  computing system

  high-performance computing system (HPCS)

  multiprocessor system

  high-performance computing system architecture

  homogeneous high-performance computing system

  heterogeneous high-performance computing system

  general-purpose high-performance computing system

  special-purpose high-performance computing system

  functional node of the

  high-performance computing system

  subsystem

  computing subsystem

  management and administration subsystem

  user access subsystem

  service subsystem

ных средств.

• 16 коммуникационная подсистема (подсистема межсоединений)’. Подсистема ВВС. обеспечивающая высокоскоростной обмен данными между узлами ВВС и (или) подсистемами ВВС.

• 17 подсистема хранения данных: Подсистема ВВС. выполняющая функции хранения данных и доступа к ним. в состав которой могут входить файловая и архивная подсистемы.

• 18 файловая подсистема: Совокупность программно-аппаратных компонентов, обеспечивающих интерфейс доступа, организацию хранения данных, записи и доступа с устройств, входящих в состав ВВС.

• 19 архивная подсистема (архив): Подсистема долговременного хранения данных, не предназначенных для оперативного использования, которая содержит информацию, как правило, в сжатом виде.

• 20 таксономия Флинна: Классификация вычислительных архитектур, базирующаяся на структуре одновременно обрабатываемых потоков данных и параллельно исполняющихся потоков команд.

Примечание — Классификация была предложена Майклом Флинном (Michael J.Flynn).

• 21 архитектура одиночного потока команд, одиночного потока данных; архитектура ОКОД: Архитектура ВС. предусматривающая исполнение команд последовательно друг за другом, и каждая команда использует для обработки один экземпляр данных из одного потока.

• 22 архитектура множественного потока команд, одиночного потока данных; архитектура МКОД: Архитектура ВС. предусматривающая использование одного потока данных для набора исполнительных устройств, на каждом из которых исполняется отдельная программа обработки данных.

• 23 архитектура одиночного потока команд, множественного потока данных; архитектура ОКМД: Архитектура ВС. предусматривающая исполнение одной командой параллельных действий над многими данными.

• 24 архитектура множественного потока команд, множественного потока данных; архитектура МКМД: Архитектура ВС. предусматривающая несколько устройств обработки команд, работающих каждое со своим потоком команд и данных.

• 25 инженерные системы: Общая совокупность устройств, обеспечивающих работоспособность ВВС. включая здания, средства обеспечения электропитания, охлаждения и другие.

• 26 средства обеспечения электропитания: Совокупность устройств, обеспечивающих автоматическое поддержание требуемых параметров электропитания оборудования ВВС.

• 27 средства обеспечения охлаждения: Совокупность устройств, обеспечивающих автоматическое поддержание требуемых параметров микроклимата оборудования ВВС.

Аппаратное обеспечение

• 28 аппаратные средства: Физические устройства ВС или отдельных ее частей.

• 29 вычислительный узел: Совокупность аппаратно-программных средств, входящих в состав вычислительной подсистемы ВВС. выполняющих функции вычислений и имеющих интерфейс взаимодействия с другими узлами ВВС.

  interconnect subsystem

  storage subsystem

  file subsystem

  archive

  Flynn’s taxonomy

  SISD (Single Instruction stream, Single Data stream) architecture

  MISD (Multiple Instruction stream. Single Data stream) architecture

  SIMD (Single Instruction stream. Multiple Data stream) architecture

  MIMD (Multiple Instructions stream, Multiple Data stream) architecture

  engineering systems

  power supply system

  cooling system

  hardware computing node

• 30 процессор: Устройство, выполняющее заданные программой преобразования информации (данных), имеющее интерфейс для получения данных и команд.

• 31 универсальный процессор: Процессор общего назначения, выполняющий основные функции по обработке информации и управлению работой других частей ВС.

• 32 ядро процессора: Часть процессора, непосредственно интерпретирующая команды, осуществляющая преобразование информации (данных) и использующая для их получения интерфейс процессора.

• 33 гибридный вычислительный узел: Вычислительный узел, в котором наряду с универсальными процессорами используются ускорительные устройства (арифметические ускорители).

• 34 симметричная мультипроцессорная архитектура: Архитектура ВС или ее узла, в которой все процессоры (ядра) единообразно подключаются к общей памяти, при этом время доступа процессора (ядра) к любой области памяти одинаково.

• 35 мультипроцессорная архитектура с неоднородным доступом к памяти: Архитектура ВС или ее узла, в которой процессоры (ядра) имеют неоднородный доступ к распределенной общей памяти, при этом время доступа к памяти определяется ее расположением по отношению к процессору (ядру).

• 36 ускоритель вычислений: Устройство, позволяющее существенно сокращать время выполнения определенных операций по сравнению с временем выполнения их на универсальном процессоре.

• 37 арифметический ускоритель: Устройство, позволяющее ускорять выполнение определенных наборов арифметических операций, архитектура которого существенно отличается от архитектуры универсального процессора.

• 38 графический арифметический ускоритель: Арифметический ускоритель, архитектура которого основана на массиве ОКМД устройств с возможностью параллельного выполнения программных потоков на этих устройствах.

• 39 коммуникационная сеть: Совокупность аппаратных средств, включающая коммутаторы и линии связи, из состава коммуникационной подсистемы.

• 40 коммутатор: Устройство с набором портов для приема и передачи данных, позволяющее осуществлять управляемую передачу данных между портами.

• 41 порт: Аппаратный интерфейс узлов ВВС. используемый для подключения линий связи.

Примечание — Определение понятия «интерфейс» согласно ГОСТ 15971.

• 42 линия связи: Техническое средство, обеспечивающее передачу данных между портами.

• 43 канал связи: Совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающая передачу данных между узлами ВВС.

• 44 топология коммуникационной подсистемы ВВС: Структура подсистемы, представленная в виде графа, в вершинах которого находятся узлы ВВС и коммутаторы, а ребрами являются линии связи.

• 45 транзитный участок (хол): Участок коммуникационной сети между смежными узлами сети или (и) узлами ВВС.

• 46 узлы сети: Устройства, находящиеся в вершинах графа топологии коммуникационной подсистемы.

  processor (CPU) general-purpose processor core

  hybrid computing node SMP architecture

  NUMA architecture

  accelerator

  arithmetic accelerator

  graphics processing unit (GPU)

  interconnect

  switch

  port

  link

  communication channel interconnect subsystem topology

  hop node

• 47 бисекция коммуникационной сети: Разделение коммуникационной сети и подключенных к ней узлов пополам.

• 48 маршрут: Последовательность линий связи и узлов коммуникационной сети, по которой осуществляется передача данных от источника (отправителя) до места назначения (получателя).

• 49 дистанция: Количество транзитных участков, по которым осуществляется передача данных между источником (отправителем) и приемником (получателем) с использованием кратчайшего маршрута.

• 50 средняя дистанция: Среднее значение дистанции для всех возможных пар «источник (отправитель) — приемник (получатель)».

• 51 файловая система: Логическая структура организации хранения, распределения, наименования и обеспечения доступа к данным, хранящимся на машинном носителе информации или его разделе.

• 52 параллельная файловая система: Способ организации хранения и доступа к данным, при котором доступ к различным данным может осуществляться параллельно.

• 53 дисковый массив: Автономное устройство, состоящее из набора накопителей с возможностью организации их в логические элементы с целью повышения производительности и надежности доступа (чтения/ записи), а также интерфейсом доступа, позволяющим организовывать взаимодействие с логическими элементами.

• 54 дисковая полка: Устройство, представляющее собой набор накопителей, объединенных в одном корпусе, с интерфейсом доступа к каждому накопителю в отдельности.

• 55 горячая замена: Отключение или подключение оборудования ВС во время ее работы без выключения питания и остановки, а также замена (переподключение) оборудования или его части в целом.

• 56 горячий резерв: Оборудование ВС. находящееся во включенном состоянии и предназначенное для оперативного использования взамен вышедшего из строя без прерывания работы системы.

Программное обеспечение

• 57 системное программное обеспечение; СПО: Совокупность программ. процедур, правил, документации и данных, относящихся к функционированию ВС.

• 58 процесс: Программа, определяемая в операционной системе контекстом и находящаяся в одном из определенных состояний, выполняемая в текущий момент.

• 59 контекст процесса: Структура данных операционной системы, содержащая значения регистров процессора, диапазоны адресов памяти, счетчика и указателя на очередную инструкцию программы, указатель на стек, указатели на открытые файлы, атрибуты пользователя, привилегии и т.п., позволяющая сохранить состояние процесса, отложить его исполнение и в дальнейшем корректно возобновить.

• 60 поток: Процедура выполняемой в текущий момент программы, которая осуществляется параллельно в адресном пространстве процесса.

• 61 параллельные вычисления: Способ организации вычислений, при котором программа разрабатывается и выполняется как набор взаимодействующих вычислительных процессов и потоков, работающих параллельно.

• 62 последовательные вычисления: Способ организации вычислений. при котором программа выполняется хак один вычислительный процесс и поток.

  bisection

  route

  distance

  average distance

  file system

  parallel file system

  disk array

  just a bunch of disks (JBOD)

  hot replacement

  hot reserve

  system software

  process

  process’s context

  thread

  (Light Weight Process) parallel computing

  serial computing

• 63 пакетное задание: Сценарий интерпретатора командной строки, который может включать команды для создания рабочей среды, запуска программы на выполнение и атрибуты для описания требуемых ресурсов, необходимых для управления заданием.

• 64 планировщик ресурсов: Программное обеспечение, реализую* щее алгоритмы распределения ресурсов ВС и управления выполнением пакетных заданий.

• 65 модель распараллеливания с передачей сообщений: Способ распараллеливания программы, при котором параллельная обработка данных выполняется с помощью процессов, при этом данные разделяются на подобласти, каждый процесс имеет доступ к данным, расположенным в области оперативной памяти, соответствующей его контексту, и учет взаи* моалияния подобластей осуществляется с помощью обмена сообщениями между процессами.

• 66 модель распараллеливания на общей памяти: Способ распараллеливания программы, при котором параллельная обработка данных выполняется с помощью потоков, имеющих доступ ко всем данным в об* щей оперативной памяти.

• 67 комбинированная модель распараллеливания: Способ распа* раллеливания, сочетающий использование модели распараллеливания с передачей сообщений и модели распараллеливания на общей памяти.

Примечание — Как правило, распараллеливание по модели с передачей сообщений используется между процесса*»!. в рамках процессов распараллеливание проводится по модели общей памяти.

• 68 программный интерфейс передачи сообщений: Спецификация совокупности функций для создания параллельных программ, основанной на обмене сообщениями между процессами, взаимодействующими в ВС. которая используется при модели распараллеливания с передачей сообщений.

• 69 программный интерфейс для многопотоковых приложений: Спецификация совокупности директив компилятора, библиотечных процедур и переменных окружения, предназначенных для разработки многопоточных программ на ВС или устройствах с общей памятью, которая используется при модели распараллеливания на общей памяти.

• 70 декомпозиция: Разделение структур данных на подструктуры, которые могут быть распределены статически либо динамически.

• 71 функциональная декомпозиция: Разделение вычислений на функционально различные процедуры и выполнение их независимо.

• 72 геометрическая декомпозиция: Разделение вычислений на части. которые соответствуют разделению моделируемого объекта по принципу геометрии.

• 73 условие гонки: Ситуация, в которой результат вычислений нескольких параллельных процессов (потоков) зависит от порядка, в котором они выполняются.

• 74 параллелизм данных: Метод вычислений, при котором одна вычислительная операция применяется к множеству элементов структур данных.

Примечание —Определение понятия «операция» согласно ГОСТ 15971.

• 75 параллелизм задач: Метод вычислений, при котором вычислительную задачу разделяют на несколько самостоятельных подзадач.

• 76 зависимость поданным: Взаимосвязь двух процессов (потоков), при которой результат одного влияет на результат другого.

  batch job

  resource manager

  message passing parallelization model

  shared memory parallelization model

  hybrid parallelization model

  message passing interface (MPI)

  OpenMP

  decomposition

  functional decomposition

  geometric decomposition

  race condition

  data parallelism

  functional parallelism

  data dependence

  • 77 прямая зависимость по данным: Взаимосвязь двух процессов (потоков), при которой второй процесс (лоток) использует значение переменной. вычисленное первым процессом (потоком).

  • 78 обратная зависимость: Взаимосвязь двух процессов (потоков), при которой первый процесс (поток) использует значение переменной, впоследствии перезаписанное вторым процессом (потоком).

  • 79 выходная зависимость: Взаимосвязь двух процессов (потоков), при которой оба процесса (потока) присваивают значение одной и той же переменной.

  • 80 синхронизация процессов [потоков]: Механизм, позволяющий обеспечить доступ к ресурсу (файл, данные в памяти), сохраняя его целостность при использовании несколькими процессами (потоками).

  • 81 барьерная синхронизация: Событие, в котором процесс (поток), принадлежащий явно или неявно одной группе, блокируется, ожидая блокирования остальных процессов (потоков) группы.

  • 82 критическая секция: Участок исполняемого кода программы, обеспечивающий доступ к общему ресурсу (данным или устройству), который не должен быть одновременно использован более чем одним потоком исполнения.

  • 83 векторизация программы: Эквивалентные преобразования программы. обеспечивающие исключение зависимостей по данным для достижения параллельного выполнения итераций цикла.

  Примечание — Определение понятия «цикл» согласно ГОСТ33707.

  true dependence

  anti dependence

  output dependence

  synchronization

  barrier synchronization

  critical section

  vectorizing

  • 84 балансировка вычислительной нагрузки: Процедура распределения вычислительной нагрузки между процессорами (ядрами, узлами), необходимая для достижения баланса нагрузки.

  • 85 мэппинг: Способ оптимального размещения процессов и соответствующих им данных по процессорам ВВС с целью сокращения количества и дистанции межпроцессорных обменов, учитывающий топологию коммуникационной подсистемы.

  • 86 тестовая программа: Программа или набор программ, предназначенные для количественной оценки функциональных характеристик и отдельных параметров ВВС. таких как: реальная производительность, пропускная способность оперативной памяти, пропускная способность коммуникационной подсистемы, эффективность распараллеливания, правильность функционирования.

  load balancing

  mapping

  benchmark

  Параметры и характеристики высокопроизводительной вычислительной системы

  87 производительность: Количественная характеристика скорости выполнения вычислительных операций над числами с плавающей точкой в секунду, единица: Флопс (FLOPS).

  Примечание — Определение понятия «операция» согласно ГОСТ 15971.

  performance

  • 88 теоретическая пиковая производительность: Теоретически рассчитанное максимально возможное количество вычислительных операций. которое способна выполнить ВС за единицу времени.

  • 89 реальная производительность: Количество операций, выполняемых при исполнении прикладной программы за единицу времени.

  theoretical peak performance

  real performance

  Прим еча н и e — Для измерения реальной производительности применяют прикладные программы с известным количеством операций.

• 90 задержка при передаче (латентность): Интервал времени меж* ду моментом инициирования передачи данных через устройство и моментом появления данных на выходе устройства.

Примечания

• 1 Задержка на коммутаторе равна интервалу времени между подачей дан* ных на входной порт коммутатора и появлением этих данных на выходном порту.

• 2 Задержка при передаче с использованием высокоуровневых протоколов (например. MPI) равна интервалу времени от момента команды посылки данных на устройстве-источнике до момента начала приема данных на устройстве-приемнике. Не зависит от объекта данных, может определяться длительностью пересылки сообщения нулевой длины.

• 91 пропускная способность: Количество данных, которое может быть передано за единицу времени, измеряемое в битах, килобитах, мегабитах и гигабитах в секунду (бит/с, bps; Кбит/с. Kbps; Мбит/с. Mbps; Гбит/с. Gbps).

• 92 энергоэффективность: Отношение потребляемой полной энергии ВВС с учетом инженерных систем, к энергии, потребляемой исключительно ВВС.

• 93 вычислительная энергоэффективность: Отношение производительности ВВС к энергопотреблению ВВС.

• 94 энергопотребление высокопроизводительной вычислительной системы: Общее количество энергии, потребляемой исключительно ВВС без учета инженерных систем.

• 95 площадь вычислительной системы: Площадь, занимаемая оборудованием ВВС с учетом зоны обслуживания.

• 96 связность: Характеристика коммуникационной подсистемы, обеспечивающая возможность соединения устройств.

Примечание — Мерой связности является минимальное количество каналов связи, которое требуется удалить из коммуникационной подсистемы для ее разделения на две несвязные области.

• 97 полная бисекция: Свойство топологии коммуникационной сети, при котором ширина бинарного деления равна половине количества подключенных к коммуникационной сети узлов.

• 98 бисекционная пропускная способность: Минимальная пропускная способность каналов связи всех бисекций (бисекционных разделений) коммуникационной сети.

• 99 бисекционная ширина (ширина бинарного делания): Характеристика топологии коммуникационной сети, определяемая как минимальное количество линий связи, которое необходимо удалить из вычислительной сети для ее разделения на две несвязные области одинакового размера.

• 100 диаметр коммуникационной сети: Характеристика топологии коммуникационной сети, определяемая как максимальное значение дистанции для всех возможных пар «источник (отправитель) — приемник (получатель)».

  latency

  bandwidth

  power usage effectiveness (PUE)

  power efficiency

  power consumption of the high-performance computing system occupied space

  connectivity

  full bisection

  bisection bandwidth

  bisection width

  diameter

• 101 коэффициент ускорения: Показатель, характеризующий сокращение длительности выполнения программы при сохранении размера (сложности) задачи или увеличение размера (сложности) задачи при сохранении длительности выполнения за счет использования распараллеливания на большее количество вычислительных ресурсов по сравнению с использованием меньшего количества вычислительных ресурсов.

Примечания

• 1 В качестве вычислительных ресурсов могут рассматриваться ядра, процессоры или узлы ВВС.

• 2 Для конкретной программы коэффициент ускорения определяется методом слабого масштабирования или методом сильного масштабирования.

• 102 метод сильного масштабирования (метод дробления задачи): Способ определения коэффициента ускорения, при котором на меньшем и большем количестве вычислительных ресурсов решается одинаковая задача.

Примечания

• 1 В качестве вычислительных ресурсов могут рассматриваться ядра, процессоры или узлы ВВС.

• 2 Ускорение определяется как отношение длительности решения задачи на меньшем количестве вычислительных ресурсов к дтытельности решения на большем количестве вычислительных ресурсов.

• 3 В простейшем случае коэффициент ускорения определяется как отношение длительностей решения задачи в последовательном и параллельном режимах.

• 103 метод слабого масштабирования (метод увеличения задачи): Способ определения коэффициента ускорения, при котором в расчете на большем количестве вычислительных ресурсов размер (сложность) задачи увеличивается пропорционально увеличению количестве вычислительных ресурсов.

Примечания

• 1 В качестве вычислительных ресурсов могут рассматриваться ядра, процессоры или узлы ВВС.

• 2 Коэффициент ускорения определяется как отношение длительности решения задачи на меньшем количестве вычислительных ресурсов, умноженной на коэффициент увеличения количества ресурсов, к длительности решения задачи на меньшем количестве вычислительных ресурсов.

• 3 В простейшем случае коэффициент ускорения определяется как отношение длительности решения задачи в последовательном режиме, умноженной на число ядер, используемых в параллельном алгоритме, к длительности решения задачи в параллельном режиме.

• 104 эффективность распараллеливания: Доля длительности выполнения параллельной программы, в течение которой процессоры (ядра) ВС реально используются для решения задачи, определяемая для конкретной прикладной программы как отношение коэффициента ускорения к количеству используемых вычислительных ресурсов, умноженное на 100 %.

Прим еча н и е — В качестве вычислительных ресурсов могут рассматриваться ядра, процессоры или узлы ВВС.

• 105 масштабируемость параллельной программы: Характеристика программы, обеспечивающая возможность увеличения ускорения при увеличении количества процессов (потоков) с сохранением постоянного уровня эффективности распараллеливания.

• 106 зернистость: Отношение количества вычислений, выполненных в параллельной программе, к количеству пересылок данных.

  speedup

  strong scaling method

  weak scaling method

  efficiency

  scalability

  granularity

• 107 баланс вычислительной нагрузки: Уровень, при котором на- load balance грузка равномерно распределяется между доступными вычислительными

узлами (процессорами, ядрами).

• 108 дисбаланс вычислительной нагрузки (D): Отношение разно- load disbalance сти между длительностями выполнения своих объемов работы первого

?_min и последнего t_ma* вычислительного узла (процессора, ядра) к длительности выполнения работы последним узлом /_тая (процессором, ядром)

_ (тем ~ Anin

(. — длительность выполнения работы /-го узла (процессора, ядра).

Алфавитный указатель терминов на русском языке

архив

архитектура высокопроизводительной вычислительной системы

архитектура МКМД

архитектура МКОД

архитектура множественного потока команд, множественного потока данных

архитектура множественного потока команд, одиночного потока данных

архитектура одиночного потока команд, множественного потока данных

архитектура одиночного потока команд, одиночного потока данных

архитектура ОКМД

архитектура ОКОД

архитектура с неоднородным доступом к памяти мультипроцессорная

архитектура симметричная мультипроцессорная

баланс вычислительной нагрузки

балансировка вычислительной нагрузки

бисекция коммуникационной сети

бисекция полная

ВВС

ВВС неоднородная

векторизация программы

ВС

вычисления высокопроизводительные

вычисления параллельные

вычисления последовательные

декомпозиция

декомпозиция геометрическая

декомпозиция функциональная

ВВС однородная

диаметр коммуникационной сети

дисбаланс вычислительной нагрузки

дистанция

дистанция средняя

зависимость выходная

зависимость обратная

зависимость по данным

зависимость по данным прямая

задание пакетное

задержка при передаче

замена горячая

зернистость

интерфейс для многопотоковых приложений программный

интерфейс передачи сообщений программный

канал связи

коммутатор

контекст процесса

коэффициент ускорения

латентность

линия связи

маршрут

массив дисковый

масштабируемость параллельной программы

МВС

метод дробления задачи

метод сильного масштабирования

метод слабого масштабирования

метод увеличения задачи

модель распараллеливания комбинированная

модель распараллеливания на общей памяти

модель распараллеливания с передачей сообщений

мультипроцессор

мэппинг

обеспечение системное программное

параллелизм данных

параллелизм задач

планировщик ресурсов

площадь вычислительной системы

подсистема архивная

подсистема высокопроизводительной вычислительной системы

подсистема вычислительная

подсистема доступа

подсистема коммуникационная

подсистема межсоединений

подсистема сервисная

подсистема управления и администрирования

подсистема файловая

подсистема хранения данных

полка дисковая

порт

поток

программа тестовая

производительность

производительность реальная

производительность теоретическая пиковая

процесс

процессор

процессор универсальный

резерв горячий

связность

секция критическая

сеть коммуникационная

синхронизация барьерная

синхронизация потоков

синхронизация процессов

система высокопроизводительная вычислительная

система высокопроизводительная вычислительная гетерогенная

система высокопроизводительная вычислительная гомогенная

система высокопроизводительная вычислительная специализированная

система высокопроизводительная вычислительная универсальная

система вычислительная

система многопроцессорная вычислительная

система параллельная файловая

система файловая системы инженерные

СПО

способность бисекционная пропускная

способность пропускная

средства аппаратные

средства обеспечения охлаждения

средства обеспечения электропитания

таксономия Флинна

топология коммуникационной подсистемы ВВС

узел высокопроизводительной вычислительной системы

узел вычислительный

узел гибридный вычислительный

узлы сети

ускоритель арифметический

ускоритель вычислений

ускоритель графический арифметический

условие гонки

участок транзитный

хоо

ширина бинарного деления

ширина бисекционная

энергопотребление высокопроизводительной вычислительной системы энергоэффективность

энергоэффективность вычислительная эффективность распараллеливания ядро процессора

Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке

accelerator

anti dependence

archive

arithmetic accelerator

average distance

bandwidth

barrier synchronization

batch job

benchmark

bisection

bisection bandwidth

bisection width

communication channel

computing node

computing subsystem

computing system

connectivity

cooling system

core

critical section

data dependence

data parallelism

decomposition

diameter

disk array

distance

efficiency

engineering systems

file subsystem

file system

Flynn’s taxonomy

full bisection

functional decomposition

functional node

functional parallelism

general-purpose high-performance computing system

general-purpose processor

geometric decomposition

granularity

graphics processing unit (GPU)

hardware

heterogeneous high-performance computing system

high-performance computing (HPC)

high-performance computing system (HPCS)

high-performance computing system architecture

homogeneous high-performance computing system

hop

hot replacement

hot reserve

hybrid computing node

hybrid parallelization model

interconnect

interconnections subsystem

interconnections subsystem topology

just a bunch of disks (JBOD)

latency

link

toad balance

toad balancing

toad disbalance

management and administration subsystem

mapping

message passing interface (MPI)

message passing parallelization model

MIMD (Multiple Instruction stream. Multiple Data stream) architecture

MISD {Multiple Instruction stream. Single Data stream) architecture

multiprocessor computer

node

NUMA architecture

occupied space

OpenMP

output dependence

parallel computing

parallel tile system

performance

port

power consumption

power efficiency

power supply system

power usage effectiveness (PUE)

process

process’s context

processor (CPU)

race condition

real performance

resource manager

route

scalability

serial computing

service subsystem

shared memory parallelization model

SIMD (Single Instruction stream. Multiple Data stream) architecture

SISD (Single Instruction stream. Single Data stream) architecture

SMP architecture

special-purpose high-performance computing system

speedup

storage subsystem	17
strong scaling method	102
subsystem	11
switch	40
synchronization	80
system software	57
theoretical peak performance	88
thread {Light Weight Process)	60
true dependence	77
user access subsystem	14
vectorizing	83
weak scaling method	103

УДК 001.4:004:006.354

Ключевые слова: высокопроизводительная вычислительная система, коммуникационная подсистема, архитектура вычислительной системы, вычислительный узел, процессор, модель распараллеливания, процесс, поток, коэффициент ускорения, эффективность распараллеливания

БЗ 12—2020

Редактор Л.В. Каретникова Технический редактор И.Е. Черепкова Корректор М.В. Буйная Компьютерная верстка М.В. Лебедевой

Сдано «набор 16.112020. Подписано а печать 26.11.2020. Формат 60>64Н. Гарнитура Ариал. Усп. печ. п. 2.32. Уч..иад. л. 2.00.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано о единичном исполнении во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ* .

117416 Москва. Нахимовский пр-т. д. 31. к. 2. nfo@goslmto.ru