РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУР, СИСТЕМНЫХ РЕШЕНИЙ И МЕТОДОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ, В ТОМ ЧИСЛЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ И НЕТРАДИЦИОННЫХ АРХИТЕКТУР МИКРОПРОЦЕССОРОВ

Работа содержит результаты в области суперкомпьютерных технологий, касающихся создания, развития и эффективного использования суперкомпьютеров. Исследуются методы организации и оптимизации воспроизводительных вычислений, создания программ для гетерогенных вычислительных систем, вопросы эффективности выполнения программ в процессоре с векторной потоковой архитектурой, использование суперкомпьютерных технологий в задачах численного моделирования. Проведено обобщение информации о доступных механизмах сбора данных об энергопотреблении современных универсальных и графических микропроцессоров. Предложен алгоритм ослабления ограничений для автоматического распараллеливания программ, основанный на распространении волны в размеченных графах с циклами. Построена имитационная модель системы управления заданиями суперкомпьютера. Разработано программное средство GraphHunter для исследования характеристик алгоритмов поиска оптимального планирования параллельной программы. Исследована задача перестроения неструктурированной поверхностной расчетной сетки в задачах математического моделирования. Для решения поставленной задачи был предложен устойчивый прямой алгоритм перестроения с устранением самопересечений, а также метод предсказания состояния расчетной сетки с помощью графовой нейронной сети. Предложен и реализован ряд алгоритмов для автоматического детектирования дефектов и аномалий в массиве аудиоданных. Разработана численная стратегия повышения эффективности решения задач структурной механики алгебраическим многосеточным методом за счет использования блочной арифметики, что позволяет ускорить решение на 50% и снизить требования к оперативной памяти на 20–40%. С помощью методов квантовой химии впервые предсказана возможность существования соединений 3d-элементов с азотом, имеющих необычное соотношение металл:азот – 1:12, имеющих потенциал использования их в качестве высокоэнергетических веществ. Работа направлена на реализацию Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 01 декабря 2016 года № 642 и соответствует приоритету научно-технологического развития Российской Федерации в части перехода к новым передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создания систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.