mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2020-3-241-247mateltech-420Research ArticleОбщие вопросыGENERAL ISSUESВопросы выбора показателей эффективности функционирования высокопроизводительного вычислительного комплекса на примере ЦКП «Информатика» ФИЦ ИУ РАНChoice of HPC cluster performance indicators for the example of the "Informatika" Center for Collective Use of the FRC CSC RAShttps://orcid.org/0000-0002-8872-2774ЗацаринныйА. А.ZatsarinnyA. A.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Зацаринный Александр Алексеевич — доктор техн. наук, заместитель директора

44 Vavilov Str., Moscow 119333

A. A. Zatsarinny

AZatsarinny@ipiran.ruВоловичК. И.VolovichK. I.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Волович Константин Иосифович — канд. техн. наук, старший научный сотрудник

 

44 Vavilov Str., Moscow 119333

K. I. Volovich

KVolovich@frccsc.ruДенисовС. А.DenisovS. A.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Денисов Сергей Анатольевич — ведущий инженер

44 Vavilov Str., Moscow 119333

S. A. Denisov

sdenisov@frccsc.ruИоненковЮ. С.IonenkovYu. S.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Ионенков Юрий Сергеевич — канд. техн. наук, старший научный сотрудник

44 Vavilov Str., Moscow 119333

Yu. S. Ionenkov

UIonenkov@ipiran.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1224-1392КондрашевВ. А.KondrashevV. A.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Кондрашев Вадим Адольфович — канд. техн. наук, заместитель директора

44 Vavilov Str., Moscow 119333

V. A. Kondrashev

vkondrashev@frccsc.ruФедеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наукРоссияFederal Research Centre “Information and Control” of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202011022021233241247Copyright © Зацаринный А.А., Волович К.И., Денисов С.А., Ионенков Ю.С., Кондрашев В.А., 20202020Зацаринный А.А., Волович К.И., Денисов С.А., Ионенков Ю.С., Кондрашев В.А.Zatsarinny A.A., Volovich K.I., Denisov S.A., Ionenkov Y.S., Kondrashev V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/420

В статье рассматривается методика, позволяющая оценить эффективность высокопроизводительной платформы для научных исследований. Оценка проводится на примере центра коллективного пользования (ЦКП) «Информатика», ФИЦ ИУ РАН, при решении задач синтеза новых материалов. Основной задачей ЦКП «Информатика» является проведение научных исследований с использованием программно-технических средств ЦОД ФИЦ ИУ РАН, в том числе в интересах сторонних организаций и научных коллективов. Представлена общая характеристика ЦКП «Информатика» включая основные характеристики его научного оборудования, организацию работы и его возможности. Гибридный высокопроизводительный вычислительный комплекс ФИЦ ИУ РАН (ГВВК), является составной частью ЦОД ФИЦ ИУ РАН и входит в ЦКП «Информатика». ГВВК предоставляет вычислительные ресурсы в виде облачных услуг «Программное обеспечение как сервис» - SaaS и «Платформа как сервис» - PaaS. С помощью специальных технологий исследователям предоставляется научные сервисы в виде предметно-ориентированных программ. На основе анализа структуры и принципов функционирования ЦКП «Информатика» разработаны базовые показатели эффективности ЦКП, учитывающие его специфику и характеризующий различные аспекты деятельности (развития, деятельности, результативности). Оценка эффективности ЦКП заключается в расчете на основе разработанных показателей некоторых сводных (обобщенных) показателей, которые характеризуют эффективность функционирования ЦКП в различных областях. Также вычисляется интегральный показатель, показывающий эффективность ЦКП в целом. Для получения сводных показателей эффективности и интегрального показателя эффективности предложено использовать методы среднего взвешенного и анализа иерархий. Рассмотрен порядок определения частных показателей эффективности. Отмечены особенности выбора показателей эффективности ЦКП при решении задач синтеза новых материалов, характеризующие возможности вычислительного комплекса по созданию среды виртуализации (пиковая производительность вычислительной системы, реальная производительность вычислительной системы на специализированных тестах, загрузка оборудования прикладными задачами, эффективность программного кода).

This article discusses a methodology for assessing the effectiveness of a high-performance research platform. The assessment is carried out for the example of the "Informatika" Center for Collective Use (CCU) established at the Federal Research Center of the Institute of Management of the Russian Academy of Sciences, for solving new materials synthesis problems. The main objective of the "Informatika" Center for Collective Use is to conduct research using the software and hardware of the data center of the FRC IU RAS, including for the benefit of third-party organizations and research teams. The general characteristics of the "Informatika" Center for Collective Use are presented, including the main characteristics of its scientific equipment, work organization and capabilities. The hybrid high-performance computing cluster of the FRC CSC RAS (HHPCC) is part of the data center of the FRC IU RAS and also part of the “Informatika” Center for Collective Use. HHPCC provides computing resources in the form of cloud services as software (SaaS) and platform (PaaS) services. With the aid of special technologies, scientific services are delivered to researchers in the form of subject-oriented applications. Based on the analysis of the structure and operation principles of the Informatika Center, key performance indicators of the Center have been developed taking into account its specific tasks in order to characterize its various activity aspects (development, activities and performance). CCU efficiency evaluation implies calculation, on the basis of the developed indicators, of overall (generalized) indicators that characterize the CCU operation efficiency in various areas. An integral indicator is also calculated showing the overall CCU efficiency. To develop the overall performance indicators and the integral performance indicator, it is suggested to use the methods of weighted average and analysis of hierarchies. The procedure of determining partial performance indicators has been considered. Specific features of the choice of CCU performance indicators for solving new materials synthesis problems have been identified that characterize computing complex capabilities in the creation of a virtualization environment (peak performance of a computing system, real performance of a computing system on specialized tests, equipment loading with applied tasks and program code efficiency).

центр коллективного пользованияэффективностьпоказательуслуганаучный сервисcenter for collective useperformanceindicatorservicescientific serviceИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов №18-29-03091 и №19-29-03051мк.The study was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research within the framework of research projects No. 18-29-03091 and No. 19-29-03051mk.ReferencesПостановление Правительства РФ от 17 мая 2016 (01 октября 2018 г. с доп. и изм.) г. № 429 «О требованиях к центрам коллективного пользования научным оборудованием и уникальным научным установкам, которые созданы и (или) функционирование которых обеспечивается с привлечением бюджетных средств, и правилах их функционирования». URL: https://base.garant.ru/71402960/Постановление Правительства РФ от 17 мая 2016 (01 октября 2018 г. с доп. и изм.) г. № 429 «О требованиях к центрам коллективного пользования научным оборудованием и уникальным научным установкам, которые созданы и (или) функционирование которых обеспечивается с привлечением бюджетных средств, и правилах их функционирования». URL: https://base.garant.ru/71402960/Центр коллективного пользования «Информатика». URL: http://www.frccsc.ru/ckpЦентр коллективного пользования «Информатика». URL: http://www.frccsc.ru/ckpКондрашев В. А., Волович К. И. Управление сервисами цифровой платформы на примере услуги высокопроизводительных вычислений // Международная научная конференция «Математическое моделирование и информационные технологии в инженерных и бизнес-приложениях». Воронеж, 2018. С. 217—223.Кондрашев В. А., Волович К. И. Управление сервисами цифровой платформы на примере услуги высокопроизводительных вычислений // Международная научная конференция «Математическое моделирование и информационные технологии в инженерных и бизнес-приложениях». Воронеж, 2018. С. 217—223.Zatsarinny A. A., Kondrashev V. A., Sorokin A. A. Approaches to the organization of the computing process of a hybrid high-performance computing cluster in the digital platform environment // 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance Computing (ITHPC 2019). CEUR Workshop Proceedings, 2019. V. 2426. P. 12—16. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2426/paper2.pdfZatsarinny A. A., Kondrashev V. A., Sorokin A. A. Approaches to the organization of the computing process of a hybrid high-performance computing cluster in the digital platform environment // 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance Computing (ITHPC 2019). CEUR Workshop Proceedings, 2019. V. 2426. P. 12—16. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2426/paper2.pdfZatsarinny A. A., Gorshenin A. K., Kondrashev V. A., Volovich K. I., Denisov S. A. Toward high performance solutions as services of research digital platform // 13th International Symposium «Intelligent Systems» (INTELS 2018). St. Petersburg, 2019. P. 622—627.Zatsarinny A. A., Gorshenin A. K., Kondrashev V. A., Volovich K. I., Denisov S. A. Toward high performance solutions as services of research digital platform // 13th International Symposium «Intelligent Systems» (INTELS 2018). St. Petersburg, 2019. P. 622—627.Volovich K. I., Denisov S. A., Shabanov A. P., Malkovsky S. I. Aspects of the assessment of the quality of loading hybrid high-performance computing cluster // 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance Computing (ITHPC 2019). CEUR Workshop Proceedings, 2019. V. 2426. P. 7—11. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2426/paper1.pdfVolovich K. I., Denisov S. A., Shabanov A. P., Malkovsky S. I. Aspects of the assessment of the quality of loading hybrid high-performance computing cluster // 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance Computing (ITHPC 2019). CEUR Workshop Proceedings, 2019. V. 2426. P. 7—11. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2426/paper1.pdfDing F., an Mey D., Wienke S., Zhang R., Li L. A study on today's cloud environments for HPC applications // In: Helfert M., Desprez F., Ferguson D., Leymann F. (Eds.) Cloud Computing and Services Science. CLOSER 2013. Cham: Springer, 2014. P. 114—127. DOI: 10.1007/978-3-319-11561-0_8Ding F., an Mey D., Wienke S., Zhang R., Li L. A study on today's cloud environments for HPC applications // In: Helfert M., Desprez F., Ferguson D., Leymann F. (Eds.) Cloud Computing and Services Science. CLOSER 2013. Cham: Springer, 2014. P. 114—127. DOI: 10.1007/978-3-319-11561-0_8Волович К. И., Денисов С. А., Мальковский С. И. Формирование индивидуальной среды моделирования в гибридном высокопроизводительном вычислительном комплексе // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22, № 3. С. 197—201. DOI: 10.17073/1609-3577-2019-3-197-201Волович К. И., Денисов С. А., Мальковский С. И. Формирование индивидуальной среды моделирования в гибридном высокопроизводительном вычислительном комплексе // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22, № 3. С. 197—201. DOI: 10.17073/1609-3577-2019-3-197-201ГОСТ 34.003-90. Информационная технология (ИТ). Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2009. 14 с.ГОСТ 34.003-90. Информационная технология (ИТ). Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2009. 14 с.Надежность и эффективность в технике: справочник. В 10 т. Т. 3. Эффективность технических систем / Под ред. В. Ф. Уткина. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.Надежность и эффективность в технике: справочник. В 10 т. Т. 3. Эффективность технических систем / Под ред. В. Ф. Уткина. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.ГОСТ 24.702-85. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2009. 6 с.ГОСТ 24.702-85. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2009. 6 с.Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. Некоторые методические аспекты выбора показателей эффективности информационных систем // Системы высокой доступности. 2019. Т. 15, № 4. С. 19—26.Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. Некоторые методические аспекты выбора показателей эффективности информационных систем // Системы высокой доступности. 2019. Т. 15, № 4. С. 19—26.Окунев Ю. Б., Плотников В. Г. Принципы системного подхода к проектированию в технике связи. М.: Связь, 1976. 183 с.Окунев Ю. Б., Плотников В. Г. Принципы системного подхода к проектированию в технике связи. М.: Связь, 1976. 183 с.Бомас В. В., Судаков В. А., Афонин К. А. Поддержка принятия многокритериальных решений по предпочтениям пользователя. СППР DSS/UTES: монография / Под общ. ред. В. В. Бомаса. М.: Изд-во МАИ, 2006. 169 с.Бомас В. В., Судаков В. А., Афонин К. А. Поддержка принятия многокритериальных решений по предпочтениям пользователя. СППР DSS/UTES: монография / Под общ. ред. В. В. Бомаса. М.: Изд-во МАИ, 2006. 169 с.Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С., Шабанов А. П. К вопросу о сравнительной оценке эффективности ситуационных центров // Системы и средства информатики. 2013. Т. 23, № 2. С. 170—186. DOI: 10.14357/08696527130212Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С., Шабанов А. П. К вопросу о сравнительной оценке эффективности ситуационных центров // Системы и средства информатики. 2013. Т. 23, № 2. С. 170—186. DOI: 10.14357/08696527130212Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. К вопросу оценки эффективности автоматизированных систем с использованием метода анализа иерархий // Системы и средства информатики. 2015. Т. 25, № 3. С. 161—178. DOI: 10.14357/08696527150310Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. К вопросу оценки эффективности автоматизированных систем с использованием метода анализа иерархий // Системы и средства информатики. 2015. Т. 25, № 3. С. 161—178. DOI: 10.14357/08696527150310Зацаринный А. А., Гаранин А. И., Кондрашев В. А., Волович К. И., Мальковский С. И. Оценка надежности гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса при решении научных задач // Системы и средства информатики. 2019. Т. 29, № 2. С. 135—147. DOI: 10.14357/08696527190212Зацаринный А. А., Гаранин А. И., Кондрашев В. А., Волович К. И., Мальковский С. И. Оценка надежности гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса при решении научных задач // Системы и средства информатики. 2019. Т. 29, № 2. С. 135—147. DOI: 10.14357/08696527190212Волович К. И. Оценка загрузки гибридного вычислительного комплекса при выполнении задач моделирования в материаловедении // Материалы II Международной конференции «Математическое моделирование в материаловедении электронных компонентов» (МММЭК-2020). М.: МАКС Пресс, 2020. С. 30—33.Волович К. И. Оценка загрузки гибридного вычислительного комплекса при выполнении задач моделирования в материаловедении // Материалы II Международной конференции «Математическое моделирование в материаловедении электронных компонентов» (МММЭК-2020). М.: МАКС Пресс, 2020. С. 30—33.Саркисян С. А., Голованов Л. В. Прогнозирование развития больших систем. М.: Статистика, 1975. 192 с.Саркисян С. А., Голованов Л. В. Прогнозирование развития больших систем. М.: Статистика, 1975. 192 с.Соломонов Ю. С., Шахтарин Ф. К. Большие системы: гарантийный надзор и эффективность / Под ред. Ю. С. Соломонова. М.: Машиностроение, 2003. 368 с.Соломонов Ю. С., Шахтарин Ф. К. Большие системы: гарантийный надзор и эффективность / Под ред. Ю. С. Соломонова. М.: Машиностроение, 2003. 368 с.Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. Метод выбора варианта построения информационно-телекоммуникационной системы // Системы и средства информатики. 2019, Т. 29, № 3. С. 114—126. DOI:10.14357/08696527190310Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. Метод выбора варианта построения информационно-телекоммуникационной системы // Системы и средства информатики. 2019, Т. 29, № 3. С. 114—126. DOI:10.14357/08696527190310Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений. М.: Логос, 2007. 392 с.Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений. М.: Логос, 2007. 392 с.Семенов С. С. Оценка качества и технического уровня сложных систем: практика применения метода экспертных оценок. М.: Ленанд, 2019. 352 с.Семенов С. С. Оценка качества и технического уровня сложных систем: практика применения метода экспертных оценок. М.: Ленанд, 2019. 352 с.Бомас В. В., Судаков В. А. Поддержка субъективных решений в многокритериальных задачах: монография. М.: Изд-во МАИ, 2011. 173 с.Бомас В. В., Судаков В. А. Поддержка субъективных решений в многокритериальных задачах: монография. М.: Изд-во МАИ, 2011. 173 с.Зацаринный А. А., Волович К. И., Денисов С. А., Ионенков Ю. С., Кондрашев В. А. Методические подходы к оценке эффективности центра коллективного пользования «Информатика» // Системы высокой доступности. 2020. Т. 16, № 2. С. 44—51. DOI: 10.18127/j20729472-202002-04Зацаринный А. А., Волович К. И., Денисов С. А., Ионенков Ю. С., Кондрашев В. А. Методические подходы к оценке эффективности центра коллективного пользования «Информатика» // Системы высокой доступности. 2020. Т. 16, № 2. С. 44—51. DOI: 10.18127/j20729472-202002-04

The authors declare that there are no conflicts of interest present.