| Наименование РИД |
Отчёт (промежуточный) о НИР по теме «Исследование алгоритмов и исходных текстов кода MCU-FR с целью выявления возможных мест потери быстродействия при выполнении расчетов нейтронно-физических задач», инв. № 0336-ДСП
|
| Реферат |
В отчете по первому этапу государственного контракта № Н.4о.241.08.25.1021 от 21.03.2025 приведены следующие основные результаты:
- разработан набор задач для исследования влияния отдельных модулей и подпро-грамм кода MCU-FR на общую скорость счета: Godiva, Godiva Pb, Godiva Cr, Godiva Al, БФС-81-T, БФС-81-G, БФС-81-CM, ТВС ЦЗ РУ БРЕСТ-ОД-300, а.з. РУ БР-1200 с вариацией количества нуклидов и списка регистрируемых функционалов;
- проведено таймирование (замеры времени) кода MCU-FR на базе разработанно-го набора задач для определения наиболее затратных в части временных ресурсов эта-пов вычислений. Согласно результатам проведенного таймирования, наиболее трудо-емкая с точки зрения вычислений часть моделирования переноса частиц методом Мон-те-Карло – вычисление макроскопических сечений, на долю которого приходится, в среднем, 80 – 90 % общего времени выполнения расчета. Показано, что на работу фи-зического модуля приходится 93 – 95 % времени счета, геометрического – около 3 %, транспортного – до 1 %, регистрационного – 1 – 3 %;
- выполнен анализ результатов расчетов тестовых задач. Показано, что результаты по программам для ЭВМ MCNP и MCU-FR совпадают в пределах статистической погрешности для всех вариантов исходных данных. По результатам анализа получено, что время счета по коду MCU-FR превышает время счета по коду MCNP5 в 3–6 раз для вариантов без регистрации, при этом дополнительная регистрация несущественно сказывается на времени счета по коду MCU-FR. Время счета по программе MCNP для вариантов с регистрацией может превышать время счета для вариантов без регистрации более чем на порядок;
- выполнен анализ алгоритмов и исходного кода программы MCU-FR на предмет выявления возможных мест потери быстродействия при выполнении расчета. Поскольку согласно результатам проведенного таймирования, 80 – 90 % общего времени выполнения расчета приходится на физический модуль, то для повышения скорости счета необходимо переработать архитектуру подмодуля физического модуля ФАРИОН для устранения устаревших архитектурных решений;
- на базе проведенного анализа предложены различные варианты оптимизации кода MCU-FR, включая использование возможностей современных вычислительных систем, а именно:
• неразрушающая модификация архитектуры кода MCU-FR, направленная на устранение избыточного функционала и инициализации массивов;
• глубокая архитектурная переработка подмодуля физического модуля ФАРИОН, включающая изменение алгоритма расчета полного сечения;
• портирование кода на гибридные CPU+GPU-системы;
- сформирован план по доработке кода MCU-FR с целью сокращения общего вре-мени, затрачиваемого на расчет, с расстановкой приоритетности изменений. Особое внимание уделяется подмодулю физического модуля ФАРИОН. Предложенные пункты плана приведены ниже в порядке убывания приоритета:
1) устранение избыточного функционала и инициализации массивов,
2) устранение функции NINT,
3) анализ и консолидация дублирующих массивов,
4) изменение алгоритма расчета полного сечения,
5) перевод основных массивов на двойную точность,
6) устранение дублирования данных, возникшего при изменении алгоритма расчета полного сечения,
7) портирование кода на гибридные CPU+GPU-системы.
Реализацию пунктов 1) – 6) запланировано выполнить на 3-ем этапе работ по государ-ственному контракту от 21.03.2025 № Н.4о.241.08.25.1021. Реализация пункта 7) требу-ет глубоких программных и алгоритмических изменений с полноценными тестирова-нием, верификацией и валидацией, поэтому может быть рассмотрена при условии, что выполнение задач с более высоким приоритетом не обеспечит требуемого уровня уско-рения кода, в рамках будущих перспективных НИР.
|
| Возможные направления использования |
Результаты, полученные в рамках работ по данному этапу, будут использованы для до-работки кода MCU-FR с целью сокращения времени моделирования нейтронно-физических задач.
|
| Количество опытных образцов |
0
|
| Количество просмотров |
5
|
| Наличие дополнительных файлов |
False
|
| Использование РИД правообладателем |
False
|
| Внешнее использование РИД |
False
|
| НИОКТР (JSON) |
{}
|
| ИКСИ (JSON) |
[]
|
| ИКСПО (JSON) |
[]
|
| ОЭСР (JSON) |
[]
|
| Дата первого статуса |
2025-11-18T13:55:40.752694+00:00
|
| Предполагаемый тип результата |
Объект авторского права
|
| Ожидаемая роль |
Заказчик и Исполнитель совместно
|
| Заказчик |
ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "РОСАТОМ"
|
| Руководитель работы |
Мосунова Настасья Александровна
|
| Руководитель организации |
Цацулина Ольга Валерьевна
|
| Регистрационный номер НИОКТР |
125040704933-2
|
| Последний статус |
Подтверждена, 625122200221-7, 2025-12-22 10:57:21 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Ключевые слова |
ТАЙМИРОВАНИЕ; ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ; ДОРАБОТКА; MCU-FR; МЕТОД МОНТЕ-КАРЛО
|
| Исполнители |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ БЕЗОПАСНОГО РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Авторы |
Колташев Дмитрий Александрович; Березнев Валерий Павлович; Белов Александр Анатольевич; Игнатьев Игорь Андреевич; Шурыгин Роман Евгеньевич; Кравченко Павел Владимирович; Кузнецов Александр Николаевич; Шкаровский Денис Александрович; Сергеев Григорий Сергеевич; Олейник Дмитрий Сергеевич; Дайченкова Юлия Сергеевна; Бикеев Артем Сергеевич
|
| Коды тематических рубрик |
58.33.05 - Расчеты ядерных реакторов; 58.33.02 - Общие проблемы; 58.33.01 - Общие вопросы
|
| OESR |
Компьютерные, информационные науки и биоинформатика (разработка аппаратного обеспечения относится к разделу 2.2, социальный аспект относится к разделу 5.8)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
Отсутствует
|
