МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ВАРТОСТІ ОБЧИСЛЕННЯ 1 ГФЛОПС КЛАСТЕРНОЮ СИСТЕМОЮ НА БАЗІ RASPBERRY PI 3B+

  • C. М. БАБЧУК
  • І. Т. РОМАНІВ
Ключові слова: математична модель, кластерна система, кластер, Raspberry Pi 3B , вартість обчислення 1 Гфлопс.

Анотація

На сьогодні суперкомп’ютери забезпечують високу швидкодію за допомогою паралельних обчислень великих
об’ємів даних. Проте вони дуже дорогі, складні в розробці, і потребують дуже багато електроенергії для живлення та
охолодження. Розробка програм, які забезпечують розпаралелення виконання завдань, є дуже важливою в організації
ефективної роботи суперкомп’ютерів. Оскільки для роботи з суперкомп’ютерами відводяться обмежені невеликі інтервали
часу, то для розробника програми важливо бути впевненим, що вона буде правильно працювати в реальному
багатопроцесорному середовищі, а розпаралелювання задач буде відбуватися належним чином. Для тестування та
відлагоджування програм написаних для виконання на суперкомп’ютерах, навчання студентів програмування для реального
багатопроцесорного середовища зараз є актуальною розробка кластерних систем з дешевих одноплатних комп’ютерів
Raspberry Pi. Під час попередніх досліджень кластерних систем на базі одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi основна увага
приділялася їх продуктивності. Проте, важливо також знати вартість обчислення 1 Гфлопс кластерною системою, адже цей
показник впливає на загальну ефективність роботи такої системи. Для проведення експериментів було розроблено
кластерну систему з одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi 3B+. З метою визначення вартості обчислення 1 Гфлопс
кластерною системою на базі одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi 3B+ при різних конфігураціях кластера під час
експериментів проводилась зміна кількості плат в кластері від двох до чотирьох а також використовувались різні підходи до
охолодження кластерної системи. Для забезпечення отримання достовірних даних про вартість обчислення 1 Гфлопс
кластерною системою на базі одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi 3B+ при різній кількості плат Raspberry Pi 3B+ в ній та
при різних підходах до охолодження кластера було проведено по 49 однотипних досліди для кожної конфігурації кластеру. В
результаті проведених досліджень розроблено математичні моделі залежності вартості обчислення 1 Гфлопс кластерною
системою на базі одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi 3B+ від кількості плат Raspberry Pi 3B+ в ній при різних підходах до
охолодження кластера. Визначені особливості та залежності зміни вартості обчислення 1 Гфлопс кластерною системою на
базі одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi 3B+ від кількості плат Raspberry Pi 3B+ в ній, при різних підходах до охолодження
кластера, що дозволить в подальшому вибирати конфігурацію кластерної системи, яка забезпечить її ефективну роботу.

Опубліковано
2021-02-04
Розділ
ІНФОКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ, АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА