Модифицированный метод обработки больших разреженных неструктурированных матриц на реконфигурируемых вычислительных системах

Аннотация

При обработке матриц большой размерности c нерегулярной структурой реальная производительность кластерных многопроцессорных вычислительных систем (МВС) невелика и даже с применением специальных методов обработки не превышает 30%. Для эффективной обработки больших матриц с нерегулярной структурой возможно использовать реконфигурируемые вычислительные системы (РВС), для которых авторами предложен метод обработки больших разреженных неструктурированных матриц (БРН-матриц), за счет которого была достигнута реальная производительность, близкая к 50% от пиковой. В статье описывается модификация разработанного метода обработки БРН-матриц, которая отличается распараллеливанием обработки ненулевых элементов строки и позволяет вдвое увеличить скорость работы вычислительной структуры при незначительном увеличении занимаемого аппаратного ресурса. Модифицированный метод обработки БРН-матриц на РВС обеспечивает реальную производительность, близкую к 90% от пиковой, что существенно превышает известные результаты решения подобных задач для кластерных МВС. Сравнение результатов решения задачи ранжирования веб-страниц алгоритмом PageRank, полученных на РВС “Арктур” и суперкомпьютере Fugaku, а также результатов решения СЛАУ методом Якоби на РВС “Арктур” и графическом ускорителе NVidia Tesla K40 подтверждает теоретические выводы.