Başarım09, ODTÜAnkara, 16 Nisan 20091 Büyük Ölçekli Paralel Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları Yrd. Doç. Dr. Erdal DİKMEN Süleyman Demirel Üniversitesi.

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
Bilgi Teknolojisinin Temel Kavramları
Advertisements

“Her sorun öğrenme yetersizliği sonucunda doğar”
PARALEL HESAPLAMA ŞEYMA ŞAFAK
Anakartlar Sistemin merkezi bileşenidir.
DİZİLER – I. Kısım YRD.DOÇ.DR. CİHAD DEMİRLİ
Sinan Doğan, Esra Beyoğlu
Sayısal İşaret İşleme Laboratuarı
DİYARBAKIR BÜYÜKŞEHİR BELEDİYESİ STRATEJİK PLANI
Paralel ve Dağıtık Hesaplama Grubu Prof. Dr. Cevdet Aykanat
Ders Adı: Bilgisayar Donanımına Giriş
Mustafa Akgül Linux Kullanıcılar Derneği LINUX, E-DEVLET VE BİLGİ TOPLUMU.
Ders Adı: Bilgisayar Donanımına Giriş
MALİYE SGB.NET Maliye Bakanlığı- SGB-Bilgi Paylaştıkça Çoğalır-2009.
İŞLEMCİLER.
Oca-09© Copyright SMUH®, Değişmeden Değişmek! (Rev 0.1 – ) Olabilir mi, nasıl?
Mete Özay, Tuğba Taşkaya Temizel Enformatik Enstitüsü ODTÜ ODTÜ Kampüs Izgara Hesaplama Uygulaması.
Bölüm 1: Introductions (Tanıtım,Tanım)
Türkiye’de Yüksek Başarımlı Hesaplama
CLUSTER COMPUTİNG (KÜME HESAPLAMA )
Dağıtık Ortak Hafızalı Çoklu Mikroişlemcilere Sahip Optik Tabanlı Mimari Üzerinde Dizin Protokollerinin Başarım Çözümlemesi I. Ulusal Yüksek Başarım ve.
SOME-Bus Mimarisi Üzerinde Mesaj Geçişi Protokolünün Başarımını Artırmaya Yönelik Bir Algoritma Çiğdem İNAN, M. Fatih AKAY Çukurova Üniversitesi Bilgisayar.
Erhan AKBAL, Aytuğ BOYACI, Mustafa ULAŞ, Gürkan KARABATAK Fırat Üniversitesi Enformatik Bölümü Fırat Üniversitesi Enformatik Bölümü.
TR-Grid Servisleri I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı Nisan 2009, ODTÜ, Ankara Bu sunum.
Çevre Görevlisi 3.Grup Eğitimi
EGEE-II INFSO-RI Enabling Grids for E-sciencE EGEE and gLite are registered trademarks Küme Bilgisayarlar Onur Temizsoylu Grid ve.
SAMSUNG AKADEMİ Emin CELİLOĞLU IT Eğitmeni
CEIT 101 Teorik Vasfi Tuğun - Konu 2 -.
Intel Pentium II Mikroişlemcisi
Donanımlar Uzm. Murat YAZICI.
MPI İle Paralel Programlama Tunahan Altıntop
Parçacık-Olmayanların Fenomenolojisi K. O. Ozansoy Ankara Ankara Üniversitesi.
Süleyman Demirel Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü
CPU.
Ders 2 Donanım Birimleri.
DELL T5810 Workstation İş İstasyonu Teklifi
Bilgisayarda depolama
EGEE-III INFSO-RI Enabling Grids for E-sciencE EGEE and gLite are registered trademarks Giriş ve Motivasyon Onur Temizsoylu BAŞARIM09.
Mayıs 2009© Copyright SMUH®, Sorunların kendileri Cevaplar Değildir..
HASTANE ENFEKSİYONLARI SÜRVEYANSI
Ümran Onay.
Brüksel, 19 Mart 2009 Süt Pazar Durumu. Market Situation, 19 March AB-27 süt üretimindeki gelişmeler (Nisan/Aralık 2007 ile Nisan/Aralık 2008’in.
DONANIM NEDİR?.
Aşağıdakilerden hangisi işletim sistemi değildir?
DELL T7910 Workstation İş İstasyonu Teklifi
DELL Workstation İş İstasyonu Teklifi Paflima Bilişim Teknolojileri.
GRİD HESAPLAMA PARALEL HESAPLAMA
Türkiye’de Yüksek Başarımlı Hesaplama Prof. Dr. Cevdet Aykanat Bilkent Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü.
İŞLEM BİRİMLERİ RAM İŞLEMCİ Örnek: ANAKART
İşletim Sistemleri Operation Systems Fon müziği.
DONANIM BİLGİSAYAR PARÇALARI.
Dijital Ölçütler.
BİLGİSAYAR MİMARİLERİ 12.Hafta: Çok İşlemcili Sistemler
BİLGİSAYAR MİMARİLERİ 1.Hafta: Bilgisayar Mimarisine Giriş
Bilgisayar İle İlgili Temel Kavramlar
BİLGİSAYAR MİMARİLERİ 13
BİLİŞİM TEKNOLOJİSİNİN TEMELLERİ
SÜPERBİLGİSAYARLAR ve BEOWULF KÜMELERİ Niyazi ELVAN.
SANALLAŞTIRMA ÇEŞİTLERİ VE YAZILIMLARI
Mehmet Tahta Dokuz Eylül Üniversitesi
Bilgisayar Mühendisliğine Giriş
PARALEL HESAPLAMA Dr. Ali Evren Göksungur.
Metal Fiziği Ders Notları Prof. Dr. Yalçın ELERMAN.
BİLGİSAYAR Donanım ve Yazılım.
Bilgisayar İle İlgili Temel Kavramlar
MALTEPE ÜNİVERSİTESİ Paralel Hesaplama MATLAB ve Paralel Hesaplama
BİLGİSAYAR Donanım ve Yazılım.
Bilgisayar İle İlgili Temel Kavramlar
Mikroişlemcili Sistem Tasarımı
Bilgisayara Giriş Seyfullah BAŞKÖYLÜ.
LABORATUVARINDA İNCE İSTEMCİ MİMARİSİ İLE PARALEL KÜME OLUŞTURULMASI
Sunum transkripti:

Başarım09, ODTÜAnkara, 16 Nisan Büyük Ölçekli Paralel Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları Yrd. Doç. Dr. Erdal DİKMEN Süleyman Demirel Üniversitesi Fizik Bölümü Araştırma Grubu: Sündüz Korkmaz (Doktora) Oğuz Öztürk (Yüksek Lisans) Hilal Doğan (Yüksek Lisans)

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Nükleer Yapı  Çekirdeğin yapısı henüz tam olarak bilinmiyor.  Temel simetrilerin test edilmesi ve temel etkileşmelerin belirlenmesi açısından önemli  Nükleer yapının bilinmesi bir çok uygulamaları da beraberinde getirir: - özellikle Nükleer enerji

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Nükleer yapı nasıldır? Öncelikle çekirdek içi etkileşmelerin bilinmesi lazım... Etkileşmelerin teorik temellerinin belirlenmesi Nükleer kabuk modeli, kollektif model, etkileşen boson model, vs... Deneyselsonuçlarlakarşılaştırma

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Tam bir çözüm var mı? Bir-cisim etkileşmesi İki-cisim etkileşmesi Üç-cisim etkileşmesi N-cisim etkileşmesi

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Tam bir çözüm var mı? Bir-cisim etkileşmesi İki-cisim etkileşmesi Üç-cisim etkileşmesi N-cisim etkileşmesi Tam bir çözüm olsaydı, şimdi bunu konuşuyor olmazdık!...

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan İkinci kuantalanmadaki (second quantization) Hamiltonian i, j  parçacıklar i, j  parçacıklar , , , ve   durumlar , , , ve   durumlar Çekirdeğin kabuk modeli tanımlaması Çekirdeğin kabuk modeli tanımlaması Çok-parçacık hesaplamaları Etkin etkileşme V eff Nükleer Kabuk Modeli Problemi

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan  Etkin Etkileşmeler: pf-shell: KB3, FPD6, GXPF1, 2AV18PF, 2CDBPF sdgh-shell: CD-Bonn, Nijmegen  Çok-parçacık hesaplamaları: Drexel University Shell Model (DUSM) kodu kullanılıyor. pf- ve sdgh-kabuklarındaki çekirdekler için çok-parçacık hesaplamaları büyük ölçekli hesaplamalardır. Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Büyük Ölçekli Kabuk Modeli Hesaplamaları Kütle No(A) N max (Sn) N max (Sb)

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Büyük Ölçekli Kabuk Modeli Hesaplamaları Kütle No(A) N max (Sn) N max (Sb)

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları  Nükleer kabuk modeli hesaplamalarının başarısı yaklaşımların güçlü bilgisayar kodlarına indirgenmesi ile ölçülebilir.  Nükleer kabuk modeli nükleer fizikte en fazla bilgisayar kullanım yoğunluklu model olarak düşünülebilir.  Büyük ölçekli nükleer kabuk modeli hesaplamaları için mevcut bilgisayarlar yeterli değilse ne olacak?

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları  Nükleer kabuk modeli hesaplamalarının başarısı yaklaşımların güçlü bilgisayar kodlarına indirgenmesi ile ölçülebilir.  Nükleer kabuk modeli nükleer fizikte en fazla bilgisayar kullanım yoğunluklu model olarak düşünülebilir.  Büyük ölçekli nükleer kabuk modeli hesaplamaları için mevcut bilgisayarlar yeterli değilse ne olacak? 1. çözüm: Daha hızlı bilgisayarları beklemek!.... 

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları  Nükleer kabuk modeli hesaplamalarının başarısı yaklaşımların güçlü bilgisayar kodlarına indirgenmesi ile ölçülebilir.  Nükleer kabuk modeli nükleer fizikte en fazla bilgisayar kullanım yoğunluklu model olarak düşünülebilir.  Büyük ölçekli nükleer kabuk modeli hesaplamaları için mevcut bilgisayarlar yeterli değilse ne olacak? 1. çözüm: Daha hızlı bilgisayarları beklemek!....  2. çözüm: Yüksek Başarım --- Paralel Hesaplama! çözüm: Yüksek Başarım --- Paralel Hesaplama!....

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Hesaplama “Şimdi tuşa basarsam 6 ay sonra sonuç alırım. Kim öle...Kim kala...” “Birim zamanda daha fazla hesaplama yapmalıyım...”

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Hesaplama Fikrim geldi!.... Paralel hesaplama....

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Hesaplama - Paralelizm İş seviyesinde paralelizm: Bir çok bilgisayara sahip olup, kullanıcıları bu bilgisayarlara dağıtmak. Bu tür paralelizm büyük ölçekli işlerden ziyade çok sayıda ama küçük olan işler için uygundur. Programlama seviyesinde paralelizm: Bir tek büyük ölçekli işi çok sayıda CPU’ya paylaştırmak. İşte biz bununla ilgileniyoruz!...

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Hesaplama - Paralelizm İş seviyesinde paralelizm: Bir çok bilgisayara sahip olup, kullanıcıları bu bilgisayarlara dağıtmak. Bu tür paralelizm büyük ölçekli işlerden ziyade çok sayıda ama küçük olan işler için uygundur. Programlama seviyesinde paralelizm: Bir tek büyük ölçekli işi çok sayıda CPU’ya paylaştırmak. İşte biz bununla ilgileniyoruz!... Nasıl bir paralel sisteme ihtiyaç var? Nasıl bir paralel sisteme ihtiyaç var?

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan MIMD – Bellek Organizasyonu Çok işlemcili MIMD mimarisinde iki çeşit bellek organizasyonu vardır: Ortak Bellek (Shared Memory): Dağıtılmış Bellek(Distributed) Network switch Network switch

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Mesaj Geçme Standartları – PVM ve MPI Parallel Virtual Machines (PVM) Herkesin kullanımına açık. Bir çok paralel sistemde çalışır. C ve Fortran kütüphanesi mevcut. Message Passing İnterface (MPI) Herkesin kullanımına açık. Bir çok paralel sistemde çalışır. C, C++ ve Fortran kütüphanesi mevcut.

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Paralel Bilgisayar Sistemi (YUBBİS) TÜBİTAK ve SDÜBAP destekli projelerle Süleyman Demirel Üniversitesi Fizik Bölümünde MIMD sınıfı dağıtılmış bellek organizasyonuna sahip bir paralel bilgisayar sistemi kurulmuştur (  150,000 TL). Donanım: Ana Bilgisayar:1xDual 3.0 GHz Intel Xeon CPU, 8GB RAM, 146 GB SCSI drive 8GB RAM, 146 GB SCSI drive İşci Bilgisayar:30xDual 3.2 GHz Intel Xeon CPU 1GB RAM, 250 GB SATA drive 1GB RAM, 250 GB SATA drive Switch:2x24 port GB switch Yazılım: Red Hat Linux, C, C++, Fortran, PVM

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Cyborg Parallel Cluster (Beowulf) Drexel University, Department of Physics’de MIMD sınıfı dağıtılmış bellek organizasyonuna sahip bir paralel bilgisayar sistemi kurulmuştur (  40,000 $). Donanım: Ana Bilgisayar:1xDual 450 MHz Pentium III CPU, 512 MB RAM, 9 GB SCSI drive 512 MB RAM, 9 GB SCSI drive İşci Bilgisayar:31xDual 450 MHz Pentium III CPU 256 MB RAM, 40 GB IDE drive 256 MB RAM, 40 GB IDE drive Switch:2x24 port 100 Mb switch Yazılım: Red Hat Linux, C, C++, Fortran, PVM

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Paralel Bilgisayar Sistemi (YUBBİS)

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Yüksek Başarımlı Paralel Bilgisayar Sistemi (YUBBİS)

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan  DUSM kodunun paralel versiyonuDUPSM PVM (Parallel Virtual Machine) paralel kodlaması kullanıldı PVM (Parallel Virtual Machine) paralel kodlaması kullanıldı  DUSM kodu iki hesaplama bölümü içerir: Hamiltonian matrisinin hesaplanmasıHamiltonian matrisinin hesaplanması Lanczos köşegenleştirme metoduLanczos köşegenleştirme metodu  Bu iki hesaplama bölümü de Hilbert uzayını alanlara ayırma yöntemiyle tamamen paralel hale getirilmiştir. DUSM Kodunun Paralel Yönü

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Hamiltonian Matrisinin İnşası … ANA BİLGİSAYAR İŞÇİ 1 İŞÇİ i İŞÇİ 2  Simetrik permütasyon grup kullanımıyla Hilbert uzayındaki temel vektörler yeni indislerle belirlenmiş ve bu da Hamiltonian matrisini bağımsız alt matrislere ayırmıştır.  Bu bağımsız alt matrisler de Hilbert uzayının alanlara ayırma yöntemiyle farklı işlemcilere gönderilerek dağıtılır.

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Hamiltonian Matrisinin İnşası … ANA BİLGİSAYAR İŞÇİ 1 İŞÇİ i İŞÇİ 2  Hamiltonian matrisi her bir işci bilgisayarda permütasyon ve açısal momentum indisleri kullanılarak bloklar halinde inşa edilir ve yerel diskte depolanır.  İşci bilgisayar yeni blok alır ve bu işlem bütün Hamiltonian hesaplanıncaya kadar devam eder.

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Lanczos Köşegenleştirmesi Ana Bilgisayar Lanczos Vektörünü Hesaplar L L vektörü H 1 ile çarpılarak L 1 elde edilir L vektörü H 2 ile çarpılarak L 2 elde edilir L vektörü H i ile çarpılarak L i elde edilir … L1 + L2 + … + Li + … Lanczos Köşegenleştirmesi yapılır ve yeni L vektörü elde edilir … … L1L1 L2L2 L L L LiLi

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Hamiltonian Hesaplamalarının Zamana Bağımlılığı

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Hamiltonian Hesaplamalarının Zamana Bağımlılığı Amdahl Kanunu: t = t s + t p / N İyi bir şekilde sağladı

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Üstel kuvvet 1.8  iyi n 2 & depolama ile azalma Hamiltonian Hesaplamalarının Zamana Bağımlılığı Amdahl Kanunu: t = t s + t p / N İyi bir şekilde sağladı

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Lanczos Köşegenleştirmesinin Zamana Bağımlılığı Amdahl kanunu büyük sayıdaki işlemci sayısı ile sağlama yapmadı

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Büyük ölçekli nükleer kabuk modeli hesaplamaları SDÜ Fizik Bölümü YUBBİS’de DUSM kodu ile yapılmaktadır. Hale hazırda Ca, Sc izoyopları ve Sn, Sb izotopları üzerine çalışılmaktadır. YUBBİS şu an itibariyle Türkiye’nin en büyük kapasiteli paralel bilgisayar sistemlerinden biridir. DUSM koduyla boyutları 4 milyona varan matrislerin hesaplanması ve köşegenleştirilmesi mümkün. Sistemdeki iletişime bağlı olarak Lanczos köşegenleştirmesi paralel sistemdeki işlemci sayısı ile ters orantılı olarak zamanı uzatabilir ama hesaplama zamanı gerçekleştirilebilir seviyededir. Lanczos köşegenleştirmesinin zamanını kısaltmak için alternatif çalışma gerekli... Sonuç

Başarım09, ODTÜ Ankara, 16 Nisan Bilgilendirme ve Teşekkür Bu çalışmalar TÜBİTAK 105T092 ve SDÜBAP 1075 m-05 nolu projelerle desteklenmiştir.