6.3. Производительность на реальном приложении.

В качестве реального приложения приведем пример численного моделирования нестационарного течения жидкости в химическом реакторе смешения [3]. Моделирование проводилось как на одном процессоре векторного компьютера Cray YMP-C90, так и на массивно-параллельном компьютере Cray T3D с использованием до 128 процессоров. В результате на реальном коде получена производительность 318 MFlops на Cray YMP-C90, в то время как на 128 процессорах Cray T3D достигнута производительность около 1 GFlops. Результаты численных экспериментов, которые демонстрируют параллельную эффективность вычислительной методики на компьюторе Cray T3D представлены в Таблице 3. В таблице приведены размеры расчетной области, размеры подобластей, расположенных на каждом процессоре, время решения задачи T в секундах, производительность PERF в MFlops, ускорение SPEEDUP по отношению к одному процессору Cray YMP-C90 и параллельная эффективность .

Таблица 3. Параллельная эффективность алгоритма на Cray T3D.

P	Область	Подобласть	T	PERF	SPEEDUP	E
16	41x41x40	11x11x40	805	129	0.41	100 %
32	81x41x40	11x11x40	812	249	0.78	99 %
64	81x81x40	11x11x10	867	485	1.53	93 %
128	161x81x40	11x11x40	888	938	2.95	90 %

Результаты, приведенные в Таблице 3, демонстрируют возможность получения на индустриальном приложении хорошей масштабируемости и параллельной эффективности не менее 90%.

7. Заключение

Рассмотрены некоторые фундаментальные аспекты разработки высоко параллельных и эффективных приложений вычислительной гидродинамики на MIMD компьютерах. Особое внимание уделено написанию масштабируемого программного обеспечения, то есть паралельное программное обеспечение должно быть одинаково функционально при работе на вычислительных системах с числом процессоров от одного до тысячи. Это требует минимизации влияния всех узких мест: времени стартовой инициализации, несбалансированности загрузки процессоров, параллельных частей кода, коммуникационных затрат.

Литература.

1. G.Amdahl. Validaty of the Single Processor Approach to Achieving Large Scale Computing Capabilities.AFIPS Conference Proceedings, volume 30 (1967), p.483.

2. V.N.Konshin, V.A.Garanzha. Higly accurate numerical methods for incompressible 3D fluid flows on parallel architectures. Proc. of PaCT-99 Conference, (1999), p.68.

3. Garanzha V.A., Ibragimov I.V., Konshin I.N., Konshin V.N., and Yeremin A.Yu. High order Pade-type approximation methods for incompressible 3D CFD problems on massively parallel computers // Parallel Computational Fluid Dynamics: Implementation and results using parallel computers. 1995, Elsevier Science B.V. p.199-205.