Исследовательский проект на тему Производительность и энергоэффективность процессоров

В настоящее время технологии развиваются очень быстро. Большинство технологий, появившихся десять лет назад, уже неактуальны. Несмотря на кажущиеся очевидные плюсы, у настолько быстрого прогресса существуют также и недостатки. Например, при проектировании нового суперкомпьютера, инженеру необходимо понять, какие технологии – процессоры, ускорители, связующие компоненты актуальны. На практике оказывается, что сделать это не так просто, в том числе благодаря прогрессу. В данной работе анализируются тенденции развития процессоров, приводится исчерпывающее руководство на что стоит обращать внимание при выборе процессора для суперкомпьютеров. Также рассмотрен рынок суперкомпьютеров стран СНГ и наиболее популярные российские процессоры. Кроме того, проведено тестирование нескольких процессоров на их энергоэффективность и производительность, в том числе на реальных задачах, чтобы инженеру было проще узнать, какой процессор под какие задачи лучше использовать.

Данная работа состоит из нескольких разделов: обзор литературы, в котором раскрываются основные понятия, а также методы и знания, которые можно подчерпнуть из существующих статей. За этим следуют три раздела. Анализ развития процессоров. Составление списка актуальных процессоров, на основании полученных в предыдущих главах данных и тестирование процессоров на различных бенчмарках. Далее в работе идет заключение, в котором сделаны ключевые выводы и описаны дальнейшие перспективы. Последним в работе является список используемой литературы.

Содержание

Содержание 2

1. Введение 3

2. Обзор литературы 6

2.1. Устройство суперкомпьютера 6

2.2. Подходы к анализу CPU 9

2.3. Ключевые характеристики процессоров 12

2.4. Задачи, решаемые на суперкомпьютерах 15

2.5. Существующие технологические тренды 16

2.6. Выводы 18

3. Анализ развития процессоров 19

3.1. Исследование списка топ500 19

3.2. Суперкомпьютеры стран СНГ. 26

3.3 Исследование российских процессоров. 31

3.3 Выводы 32

4. Список актуальных процессоров 33

4.1. Описание составленного списка процессоров 33

4.2. Анализ различных характеристик процессора в зависимости от технологии процессора 38

4.3. Поиск зависимостей между различными ключевыми характеристиками CPU 45

4.4. Выводы 48

5. Тестирование процессоров 48

5.1. Запуск программ на суперкомпьютерах 48

5.2. Описание бенчмарков 49

5.3. Конфигурация суперкомпьютера 53

5.4. Результаты тестирования низкоуровневых бенчмарков 53

5.5. Результаты тестирования среднеуровневых бенчмарков 57

5.6. Результаты тестирования высокоуровневых бенчмарков 62

5.7. Выводы 65

6. Заключение 66

7. Список литературы 67

7. Список литературы

1. Абрамов, С.М. Июнь 2019: анализ развития суперкомпьютерной отрасли в России и в мире // ResearchGate, [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://

 2. Martonosi, M., Brooks, D. and Bose, P. Modeling and Analyzing CPU Power and Performance: Metrics, Methods, and Abstractions, [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https:/

 3. Shvets, P., Voevodin, V. and Zhumatiy, S. Statistics of Software Package Usage in Supercomputer Complexes // не опубликовано, [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

 4. Zheng, W. Research trend of large-scale supercomputers and applications from the TOP500 and Gordon Bell Prize // SpringerLink, [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

 5. Как будут выглядеть процессоры после 2025 года // Хабр, [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

 6. Top500 Org: официальный сайт. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

7. Top50: официальный сайт. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

 8. Сводная таблица характеристик процессоров. // github [Электронный ресурс]. -Режим доступа:

9. Суперкомпьютер cHARISMa // НИУ ВШЭ, [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

10. Intel Xeon Gold 6152 // Intel, [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

всего 30 источников