Вопросы выбора показателей эффективности функционирования высокопроизводительного вычислительного комплекса на примере ЦКП «Информатика» ФИЦ ИУ РАН

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).

1. 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/

2. Центр коллективного пользования «Информатика». URL: http://www.frccsc.ru/ckp

3. 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.

4. 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.pdf

5. 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.

6. 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.pdf

7. Ding 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_8

8. Волович 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: 10.17073/1609-3577-2019-3-197-201

9. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология (ИТ). Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2009. 14 с.

10. Надежность и эффективность в технике: справочник. В 10 т. Т. 3. Эффективность технических систем / Под ред. В. Ф. Уткина. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.

11. ГОСТ 24.702-85. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2009. 6 с.

12. Зацаринный А. А., Ионенков Ю. С. Некоторые методические аспекты выбора показателей эффективности информационных систем // Системы высокой доступности. 2019. Т. 15, № 4. С. 19—26.

13. Окунев Ю. Б., Плотников В. Г. Принципы системного подхода к проектированию в технике связи. М.: Связь, 1976. 183 с.

14. 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.

15. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.

16. 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: 10.14357/08696527130212

17. Зацаринный 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: 10.14357/08696527150310

18. Зацаринный 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: 10.14357/08696527190212

19. 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.

20. Саркисян С. А., Голованов Л. В. Прогнозирование развития больших систем. М.: Статистика, 1975. 192 с.

21. Соломонов Ю. С., Шахтарин Ф. К. Большие системы: гарантийный надзор и эффективность / Под ред. Ю. С. Соломонова. М.: Машиностроение, 2003. 368 с.

22. 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:10.14357/08696527190310

23. Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений. М.: Логос, 2007. 392 с.

24. Семенов С. С. Оценка качества и технического уровня сложных систем: практика применения метода экспертных оценок. М.: Ленанд, 2019. 352 с.

25. Бомас В. В., Судаков В. А. Поддержка субъективных решений в многокритериальных задачах: монография. М.: Изд-во МАИ, 2011. 173 с.

26. 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/j20729472-202002-04