Материалы

Ведущие ученые:

Каляев Игорь Анатольевич      директор, член-корреспондент Российской академии наук, д-р техн. наук,
                                                           профессор;

Левин Илья Израилевич           заместитель директора по научной работе, д-р техн. наук, профессор.

                  E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Фундаментальные и прикладные исследования в области многопроцессорных вычислительных систем велись под руководством академика РАН А.В. Каляева (1922-2004) в НИИ МВС ЮФУ с момента его создания.

В результате проведенных исследований была предложена и разработана принципиально новая концепция построения высокопроизводительных вычислительных систем с программируемой (реконфигурируемой) архитектурой и структурно-процедурной организацией вычислений.

Главная идея создания таких систем состоит в том, что пользователю предоставляется возможность реконфигурирования и адаптации архитектуры многопроцессорной вычислительной системы под решаемую прикладную задачу. В отличии от систем с «жесткой» архитектурой это свойство реконфигурируемых вычислительных систем (РВС) позволяет минимизировать все непродуктивные временные затраты, связанные с организацией вычислительного процесса, и , как следствие,  обеспечить  реальную производительность системы , близкую к пиковой производительности, а также  линейный рост производительности при наращивании вычислительного ресурса.

На основе фундаментальных научных результатов, полученных в области многопроцессорных вычислительных систем с реконфигурируемой  архитектурой, в НИИ МВС выполнены многочисленные прикладные научные исследования и опытно-конструкторские работы, результаты которых внедрены на многих предприятиях. Это, в частности, такие системы как:

- однородная цифровая интегрирующая структура «Интегратор-2» на 24-х параллельно работающих интегрирующих процессорах (1973 год);

- однородная цифровая интегрирующая структура «Структура-2» на 48-ми параллельно работающих процессорах (1975 год);

- параллельная многопроцессорная вычислительная система МВС-80 на основе технологии БИС на 16-ти параллельно работающих процессорах (1980 год);

- бортовая малогабаритная параллельная многопроцессорная система «Символ-4» для цифровой обработки сигналов, содержащая 16 параллельно работающих процессоров (1983 год);

 

N1 1Simvol

Многопроцессорная цифровая
вычислительная система «Символ-4»

 - экспериментальный образец универсальной параллельной многопроцессорной вычислительной системы ЕС-2703 на 64-ти процессора с производительностью 128 миллионов операций в секунду (1986 год);

 - параллельный многопроцессорный проблемно-ориентированный комплекс ПВК-460, содержащий 1024 процессора и обеспечивающий производительность 460 миллионов операций в секунду (1989 год);

 - параллельный многопроцессорный проблемно-ориентированный вычислительный комплекс ПВК-1600 на 2048-ми параллельно работающих процессорах с производительностью вычислений 1,6 миллиарда операций в секунду (1992 год).

N1 2ES

Универсальная многопроцессорная вычислительная система ЕС-2703

N1 3PVK460

Проблемно-ориентированная многопроцессорная вычислительная система ПВК-460

N1 4PVK1600

Проблемно-ориентированная многопроцессорная вычислительная система ПВК-1600

 

Принципиально новые возможности по созданию реконфигурируемых вычислительных систем (РВС) с программируемой архитектурой открылись с появлением элементной базы ПЛИС (FPGA). Реализация РВС на основе вычислительных полей ПЛИС позволяет  создавать  высокопроизводительные вычислительные устройства, существенно опережающие системы  «жесткой» кластерной архитектурой  по таким техническим характеристикам как соотношения «реальная производительность/пиковая производительность», «реальная производительность/потребляемая мощность», «реальная производительность/объем оборудования».

На основе ПЛИС-технологии в НИИ МВС ЮФУ был разработан  и создан ряд РВС с производительностью до 200·1012Флопс, в том числе:

- модульно-наращиваемая РВС «Медведь» в составе 4-х базовых модулей с производительностью 200 Гфлопс в объеме 40 дм(2006 год);

- ускоритель персонального компьютера «Мангуст» производительностью 25 Гфлопс в объеме 4,5 дм3 (2007 год);

- высокопроизводительная вычислительная система РВС-0.2-ВБ производительностью до 800 Гфлопс (2008 год);

- вычислительная система РВС-5 с производительностью 6 Тфлопс, установленная в НИВЦ МГУ им. М.В. Ломоносова (2009 год);

N1 6Medv

Модульно-наращиваемая РВС «Медведь» 

N1 5Mang

Ускоритель персонального 
компьютера «Мангуст» 
 

N1 10RVSBF

Блок РВС-0.2-ВБ (400 Гфлопс) для создания высокопроизводительных
вычислительных систем 

- вычислительный модуль «Саиф» (реконфигурируемые вычислительные системы с открытой масштабируемой архитектурой серии «Орион» на базе ПЛИС Virtex 6) с производительностью 1200 Гфлопс, габариты 6U (2010 год).

N1 Saif

Вычислительный модуль «Саиф»

В 2013 г. был создан и прошел испытания опытный образец реконфигурируемой вычислительной системы РВС-7, содержащий вычислительное поле из 576 ПЛИС семейства XILINX Virtex-7 и  обладающий производительностью 1015 оп/с в объеме 1,44 м.куб и потребляемой мощности 30 кВатт.

В настоящее время РВС на основе вычислительных полей ПЛИС находят широкое применение при решении задач цифровой обработки сигналов и изображений, шумопеленгации и молекулярного конструирования лекарств и т.п. 

N1 7RVS

РВС-5 производительностью
6 Тфлопс

N1 8Fekda

Реконфигурируемый
ускоритель
к персональному
компьютеру «Фекда»

N1 9RVS7

 Вычислительная система РВС-7

 

С целью расширения сфер применения реконфигурируемых вычислительных систем специалистами НИИ МВС было создано специальное системное программное обеспечение, позволяющее осуществлять структурное программирование реконфигурируемых вычислительных полей, содержащих  множество ( сотни и тысячи)  ПЛИС. Системное  программное обеспечение включает в свой состав  компилятор языка программирования высокого уровня COLAMO с неявным описанием параллелизма, ассемблер Argus, синтезатор аппаратных решений Fire!Constructor для автоматизированного создания конфигурационных файлов ПЛИС, а также средства удаленного доступа.

В состав комплекса средств разработки прикладных программ входят:

- язык программирования высокого уровня COLAMO с неявным описанием параллелизма;

- интегрированная среда разработчика параллельных программ на языке программирования с неявным описанием параллелизма;

- библиотеки масштабируемых IP-ядер вычислительных блоков и интерфейсов;

- синтезатор аппаратных решений Fire!Constructor.

N1 11Constr

Синтезатор аппаратных решений Fire!Constructor для автоматизированного создания конфигурационных файлов ПЛИС

N1 12Euromex

Базовый модуль в конструктиве
Евромеханика

 Разработанные программные средства позволяют существенно упростить процесс параллельного программирования задач на РВС, сделать его более наглядным, а также  создавать  ресурсонезависимые программы, реализуемые на произвольной конфигурации вычислительного поля ПЛИС.

Результаты исследований по данному научному направлению отражены в более чем в 10 монографиях, опубликованных в России (Каляев А.В. Многопроцессорные системы с программируемой архитектурой. – М.: Радио и Связь, 1984. 240 с.; Каляев А.В., Левин И.И. Модульно-наращиваемые многопроцессорные системы со структурно процедурной обработкой вычислений. – М.: Янус-К, 2003. 380 с.; Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А., Шмойлов В.И. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры. - Ростов н/Д: Издательство ЮНЦ РАН, 2008, 320 с) и за рубежом ( книга, опубликованная в США), а также  в большом числе публикаций в отечественных и зарубежных периодических журналах и сборников трудов, защищены патентами и свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ. N1 13Monog

 

Разработки по данному направлению неоднократно экспонировались на ведущих отечественных и международных выставках, таких как:  Всемирные выставке CeBIT и HannoverMesse ( Германия) , SIMOTSI( Испания),  Международный салон инноваций и изобретений «INVENTIONS – GENEVA» ( Швейцария), Московский международный салон инвестиций и инноваций,  Международный экономический форум (Санкт - Петербург) и т.д. , где  были отмечены дипломами и медалями.

За разработку отечественных высокопроизводительных реконфигурируемых вычислительных систем группа ученых и разработчиков НИИ МВС под руководством члена-корреспондента РАН И.А. Каляева отмечена премией Правительства РФ , а также премией им. А.А. Расплетина Российской академии наук.

 

 

 

Новости

27 февраля 2017 г.

НИИ многопроцессорных вычислительных систем ЮФУ объявляет конкурс на замещение вакантной должности ЗАВЕДУЮЩИЙ  ЛАБОРАТОРИЕЙ. Начало конкурса 27.02.2017. Окончание 27.04.2017. Срок конкурса два месяца со дня объявления.

14 февраля 2017 г.

С 25 по 30 сентября 2017 года на базе ОАО Санаторий “Голубая даль” будет проведена 10-ая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления (МКПУ-2017).

Подробнее...
26 декабря 2016 г.

На основании Решения Ученого совета Южного федерального университета от 23.12.2016 г. (Протокол № 10) приказом ректора ЮФУ от 26.12.2016 г. № 593-ОД директором НИИ многопроцессорных вычислительных систем ЮФУ назначен к.т.н. Коровин Яков Сергеевич.

30 ноября 2016 г.

Кандидатуры на должность директора НИИ многопроцессорных вычислительных систем ЮФУ:

- Коробкин Владимир Владимирович, к.т.н., зав. лаб. НИИ МВС ЮФУ;

- Коровин Яков Сергеевич, к.т.н., и.о. директора НИИ МВС ЮФУ.

Комиссия по выборам директора НИИ МВС ЮФУ

10 ноября 2016 г.

На основании приказа от 30 августа 2016 года № 359-ОД «О выборах директора Научно-исследовательского института многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева» в соответствии с Регламентом проведения выборов на замещение должности руководителя структурного подразделения, утверждённым приказом от 26 февраля 2015 г. №76-ОД

ОБЪЯВЛЕНЫ ВЫБОРЫ

на замещение должности директора Научно-исследовательского института многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева.

Подробнее...