طراحي و پياده سازي سازوكاري جهت تحمل پذيري خطا در سيستم هاي محاسباتي مقياس اگزا

كارشناسي ارشد

در طول سال هاي اخير، كنفرانس هاي علمي متعددي در سراسر جهان برگزار شده است كه نتايج آن، نشان دهنده وجود برخي سؤالات پژوهشي بي پاسخ در حوزههاي مختلف علوم ازجمله، آب و هوا، فيزيك هسته اي، علم مواد، شيمي، زيست شناسي و امنيت بوده است. پاسخ به اين پرسش ها، بدون توسعه نسل بعدي سيستم هاي محاسباتي يعني سيستم هاي محاسباتي مقياس اگزا، امكانپذير نيست. دستيابي به سيستم هاي محاسباتي مقياس اگزا، داراي چالش هاي بسياري ازجمله، مصرف بالاي انرژي، مقياس پذيري، نرخ بالاي ارسال و دريافت داده ها و بالا بودن نرخ رخداد خطا مي باشد. سيستم هاي محاسباتي مقياس اگزا به دليل داشتن تعداد گره هايي بين ۹۰۰ هزار تا يك ميليون، به طور ميانگين در هر دو دقيقه گره ها با خرابي مواجه مي شوند. از طرفي رويكردهاي كنوني براي تحمل پذيري خطا مبتني بر افزونگي مكاني و زماني مي باشند. در رويكرد نقطه ي بررسي كه مبتني بر افزونگي زماني است، در فواصل معيني بايد از اجراي برنامه ي كاربردي نقطه ي بررسي گرفته شود. در مقياس هاي بالا به علت خرابي زياد، بايد در فواصل كوتاهي از اجرا نقطه ي بررسي گرفته شود. بنابراين بيشتر زمان پردازنده صرف ايجاد نقطه ي بررسي مي شود و برنامه ي كاربردي، كارآمدي مناسبي نخواهد داشت. رويكرد ديگر تكرار كامل مي باشد كه همزمان به ازاي يك پردازه، تكرار همان پردازه در گره ديگر اجرا مي شود. رويكرد تكرار كامل نيز به طور ميانگين كارآمدي ۵۰ درصد خواهد داشت. در اين پژوهش روش تكرار پردازه جزئي ارائه شده است به گونه اي كه به ازاي هر پردازه برنامه ي كاربردي، يك پردازه جزئي خواهيم داشت كه با پردازه جزئي پردازه ديگر روي يك پردازنده به صورت اشتراك زماني در حال اجرا مي باشند. هدف از ارائه ي اين روش افزايش كارآمدي برنامه ي كاربردي نسبت به روش نقطه ي بررسي و نيز امكان استفاده از تعداد گره كمتر نسبت به رويكرد تكرار كامل است. نتايج شبيه سازي نشان از برتري روش پيشنهادي نسبت به رويكرد نقطه ي بررسي و تكرار كامل دارد. كارآمدي برنامه ي كاربردي در بهترين حالت 66 درصد خواهد بود. همچنين در اين روش از تعداد گره كمتري نسبت به رويكرد تكرار كامل استفاده ميشود. واژههاي كليدي: محاسبات توان بالا، سيستم هاي محاسباتي مقياس اگزا، تحمل پذيري خطا، نقطه ي بررسي، تكرار كامل، تكرار پردازه جزئي

192902

دانشگاه علم و صنعت ايران

نرم افزار

دكتر محسن شريفي