3URFHVVDPHQWRGH$OWR 'HVHPSHQKRHP&)' $OYDUR /*$ &RXWLQKR H /XFLD &DWDEULJD

3URFHVVDPHQWR

3URFHVVDPHQWR

GH$OWR

GH$OWR

'HVHPSHQKR

2UJDQL]DomR

¾

&)'HD&LrQFLD&RPSXWDFLRQDO

¾

7D[RQRPLDGDV&RPSXWDGRUHVH

$SOLFDo}HV

¾

0HGLomRGH'HVHPSHQKR

¾

2WLPL]DomRH3URJUDPDomR

¾

)HUUDPHQWDVGH'HVHQYROYLPHQWR

¾

1~FOHRV&RPSXWDFLRQDLV

¾

'HFRPSRVLomRGH'RPtQLRV

¾

([HPSORV

&)'HD&LrQFLD&RPSXWDFLRQDO

¾

6ROXomRGHSUREOHPDVGHJUDQGHSRUWHHP

(QJHQKDULD

¾

$WLYLGDGHPXOWLGLVFLSOLQDU

¾

)XQGDPHQWR'LQkPLFDGRV)OXLGRV0HFkQLFD

&RPSXWDFLRQDO

¾

5HTXHUFRQKHFLPHQWRVGHFLrQFLDFRPSXWDFLRQDO

&LrQFLD&RPSXWDFLRQDO

¾

&RPSXWDWLRQDO6FLHQFH(GXFDWLRQ3URMHFW

http://csep1.phy.ornl.gov/csep.html

“

In broad terms it is about using computers to analyze scientific

problems.

Thus we distinguish it from computer science, which is the study of

computers and computation, and from theory and experiment, the

traditional forms of science.

Computational Science seeks to gain understanding principally

through the analysis of mathematical models on high performance

$SOLFDo}HVGD&LrQFLD&RPSXWDFLRQDO

&RPSXWDGRUGH$OWR'HVHPSHQKR

¾

$:507.425:9,/47

'RQJDUUD HW DO ´1XPHULFDO /LQHDU

$OJHEUD IRU +LJK3HUIRUPDQFH

&RPSXWHUVµ 6,$0 

“

Em um dado momento é a classe de computadores

de uso-geral que é mais rápida que seus

competidores comerciais e que possui memória

central suficiente para armazenar os dados dos

problemas para os quais ele foi projetado

”

&HQWURVGH6XSHUFRPSXWDomRQR0XQGR

http://www.top500.org

Lista os 500 maiores Centros de Supercomputação do Mundo

Atualização em 06/XX e 12/XX

&HQWURVGH6XSHUFRPSXWDomRQR%UDVLO

Centro Nacional de Supercomputação na Região Sul

http://www.cesup.ufrgs.br super@cesup.ufgrs.br

CENAPAD-SP

Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo

http://www.cenapad.unicamp.br cenapadsp@cenapad.unicamp.br

CENAPAD-NE

Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho no Nordeste

http://www.cenapadne.br cenapad@cenapadne.br

CENAPAD-RJ

Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho no Rio de Janeiro LNCC - Laboratório Nacional de Computação Científica

http://www.lncc.br cadastro@lncc.br

CENAPAD-MGCO

Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em Minas Gerais e Centro Oeste

http://www.cenapad.ufmg.br

osvaldo@cenapad.ufmg.br

CENAPAD-AMB

Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho Ambiental Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE

http://www.cptec.inpe.br benicio@cptec.inpe.br

NACAD

Núcleo de Atendimento em Computação de Alto Desempenho-COPPE

http://www.nacad.ufrj.br nacad@nacad.ufrj.br

7D[RQRPLDGDV$UTXLWHWXUDV3DUDOHODV

7LSRV%iVLFRVGH$UTXLWHWXUDV3DUDOHODV

7LSRV%iVLFRVGH$UTXLWHWXUDV3DUDOHODV

0HPyULD

3

3

3

…….

31

+LHUDUTXLDGH0HPyULD

3URFHVVDGRU

&DFKH

0HPyULD

3ULQFLSDO

0HPyULD

6HFXQGiULD

&DSDFLGDGH

3HTXHQD

$FHVVR 5iSLGR

&DSDFLGDGH

*UDQGH

$FHVVR OHQWR

7D[RQRPLDGRV&RPSXWDGRUHVGH$OWR

'HVHPSHQKR

7D[RQRPLDGDV$SOLFDo}HV3DUDOHODV

Comunicação

Estruturada

Comunicação

Não-Estruturada

Comunicação

Explícita (Vizinhos)

Comunicação

Implícita (Global)

Pouca ou Nenhuma

Comunicação

Embaraçosamente Paralela

(EP)

Implícita

Estruturada

(IE)

Implícita

Não-Estruturada

(INE)

Explícita

Não-Estruturada

(ENE)

Explícita

Estruturada

(EE)

'LILFXOGDGHGH,PSOHPHQWDomR3DUDOHOD

EIS

EENS

EINS

DES

DIS

DENS

DINS

EP

EES

Fácil

Moderado

Difícil

EIS

EENS

EINS

DES

DIS

DENS

DINS

EP

EES

Sucessos Iniciais,

Monte-Carlo

Álgebra Linear

Densa e DF, VF

DF, VF

MEF, VF

'LILFXOGDGHGD,PSOHPHQWDomR3DUDOHODH

RV0pWRGRV1XPpULFRV

0HGLomRGH'HVHPSHQKRRV7HVWHV13%

NAS Parallel Benchmarks

http//www.nas.nasa.gov

5 kernels (EP, MG, CG, 3D-FFT, IS)

(VSHFLILFDomRGR%HQFKPDUN&*

Benchmark CG

Tamanho Flop (x109) Mflop/s

Classe A 14x103 1.508 127

2WLPL]DomRH3URJUDPDomR

¾

2WLPL]HRFyGLJRSDUDXPDFODVVHGHSURFHVVDGRUHV

YHWRULDLV5,6&,QWHOHWF

¾

5HVSRQViYHOSHODUHGXomRGRWHPSRGH&38

¾

8VH72'$6DVIHUUDPHQWDVGHRWLPL]DomRGH

FyGLJRH[LVWHQWHVHPVHXVLVWHPD

¾

9HULILTXHVHYRFrHVWiREWHQGRDVUHVSRVWDV

FRUUHWDV

¾

3URFXUHXVDUVHPSUHTXHSRVVtYHOSDGURQL]DomR

%/$6/$3$&.HWF

$QWHVGHSDUDOHOL]DU:

0RGRVGH3URJUDPDomR

¾

0HPyULD'LVWULEXtGD

752&$'(0(16$*(16

send/receive

¾

0HPyULD&RPSDUWLOKDGD

',5(7,9$6'(&203,/$d®2

&5$<

!DIR$ DO AUTOSCOPE VECTOR

DO I=1,N

...

ENDDDO

6*,

C$DO ACROSS LOCAL(J), SHARED(A,N)

DO J=1,M

call INIT(A(1,J),N)

ENDDO

)HUUDPHQWDVGH'HVHQYROYLPHQWR

¾

%LEOLRWHFDGH7URFDGH0HQVDJHQV

0

HVVDJH

3

DVVLQJ

,

QWHUIDFHKWWSZZZPSLFRP

¾

%LEOLRWHFDV1XPpULFDV

²

1HWOLE KWWSZZZQHWOLERUJ

²

$&76 $GYDQFHG &RPSXWDWLRQDO 7HVWLQJ DQG 6LPXODWLRQ 7RRONLW

KWWSDFWVQHUVFJRY



3(76F 3RUWDEOH ([WHQVLEOH 7RRONLW IRU 6FLHQWLILF

&RPSXWDWLRQ



6FD/$3$&. OLEUDU\ H[WHQGV /$3$&.V KLJKSHUIRUPDQFH

1~FOHRV&RPSXWDFLRQDLV

¾

&iOFXORGH0DWUL]HVGH(OHPHQWRH5+6

¾

&iOFXORGRV5HVtGXRV

²

0pWRGRV ([SOtFLWRV RX ,PSOtFLWRV FRP 6ROXFLRQDGRUHV ,WHUDWLYRV

²

&iOFXORV D QtYHO GH (OHPHQWR RX $UHVWD

k k

∑

∑

=

=

=

b

A

A

b

b

Ax

,

,

∑

∑

=

−

=

r

(

A

x

b

)

r

&RORUDomRGH0DOKDV

&RORUH R *UDIR GRV (OHPHQWRV $UHVWDV SRU XP $OJRULWPR *XORVR

(OHPHQWRV $UHVWDV GD PHVPD FRU VmR SURFHVVDGRV HP SDUDOHOR

3DUWLomRGH0DOKD

3DUWLFLRQD XPD PDOKD SDUD RV GLYHUVRV SURFHVVDGRUHV

*UDIR 1RGDO RX *UDIR GRV (OHPHQWRV

2V HOHPHQWRV H QRV HP FDGD SDUWLomR VmR SURFHVVDGRV HP SDUDOHOR

3UREOHPD 13FRPSOHWR

)HUUDPHQWDGH3DUWLomRGH*UDIRV

0(7,6

0pWRGRGH.U\ORY6FKZDU]

¾

0pWRGRGH'HFRPSRVLomRGH'RPtQLRV

²

6FKZDU] 



YHUVmR FRP VREUHSRVLomR



 GRPtQLRV



YHUVmR PXOWLSOLFDWLYD

²

3U]HPLHQLHFNL 



VHP VREUHSRVLomR

([HPSOR&KRTXH2EOtTXR

¾

)RUPXODomR ,PSOtFLWD

GH () (VSDoR7HPSR

*/659&$8

¾

0pWRGR GH

'HFRPSRVLomR GH

'RPtQLRV .U\ORY

6FKZDU] FRP

6REUHSRVLomR

¾

 HVWDo}HV ,%0

56 QmR

GHGLFDGDV

¾

0RGHOR KtEULGR

PHVWUHHFUDYR

'LVWULEXLomR GH 'HQVLGDGHV SDUD R

&KRTXH 2EOtTXR D 0DFK 

5HQDWR 6 6LOYD (VWUDWpJLDV GH 5HVROXomR HP 6LVWHPDV 'LVWULEXtGRV GH 3UREOHPDV HP 'LQkPLFD GRV )OXLGRV &RPSXWDFLRQDO YLD (OHPHQWRV $GDSWDWLYDV 7HVH GH '6F &233(8)5- DSURYDGD HP 

'HVHPSHQKR















1  1  1  1 

13 

13 

13 

13 

&38V

7DPDQKR GD 0DOKD

&KRTXH2EOtTXR)RUPXODomR(VWDELOL]DGD

()SRU$UHVWDV'HVHPSHQKR3DUDOHORQR

&UD\-

 &38  &5$< - 

0IORSV

1$6 &* %HQFKPDUN &ODVV

$  0IORSV

([SOLFLW XSZLQG )9

&RGH  0IORSV

(VFRDPHQWRHPXP&DQDOFRP

2EVWiFXOR&LUFXODUD0 

SRQWRV

WHWUDHGURV

&)/ 

,PSOtFLWR/LYUHGH

0DWUL]HVSRU$UHVWDV

6*,2

,PSOHPHQWDWLRQ RI 8QVWUXFWXUHG *ULG *05(6/86*6 0HWKRG RQ 6KDUHG0HPRU\ &DFKH %DVHG 3DUDOOHO

5HVXOWDGRV

3URFV6SHHG8S

4

3.9

8 6.5

12 8.2

16 10.2