CSR: Small: Collaborative Research:System Research on Persistent High-Dimensional Data Access and Its Application to Semiclassical Molecular Dynamics Simulation
CSR:小:协作研究:持久高维数据访问系统研究及其在半经典分子动力学模拟中的应用
基本信息
- 批准号:1526190
- 负责人:
- 金额:$ 23.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-09-01 至 2021-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
High dimensional data arise in many scientific studies. High-frequency accesses of large disk-resident high dimensional datasets pose both I/O and algorithmic challenges for high access efficiency. Investigators of this proposal are faced with high dimensional data from semiclassical molecular dynamics studies that need to be accessed repeatedly at a very high frequency during the simulation, and in some simulation studies the datasets can be far larger than the memory capacity. The project addresses the challenge of large high-dimensional datasets by proposing a middleware system for fast access of storage-resident high dimensional data, with easy-to-use APIs for data organizing, indexing, search, and I/O latency hiding. In order to enable fast searches with low memory footprint, various indexing structures are explored and a new locality preserving tree (LPT) is proposed. Furthermore, the project exploits specific data access patterns in dynamics studies for I/O latency hiding through overlapping of computations with I/O?s, enabled by a small set of easy-to-use programming constructs for non-blocking read/write operations that are under development for further reduction of data access time. The developed non-blocking APIs are compatible with hard disk drives (HDDs) and hybrid solid state drives (SSDs) and HDDs. In addition, an SSD-based I/O accelerator is developed and integrated with non-blocking APIs.This project tackles important and challenging problems for accessing large high-dimensional data sets, which has applications beyond semiclassical molecular dynamics simulations. The investigators will leverage the research efforts to motivate and educate students. To broaden the impact beyond project participants, courses will be enhanced with knowledge, insights, and materials obtained from the research, with careful adaptation as course materials and course projects.
许多科学研究都会出现高维数据。大型磁盘居住的高维数据集的高频访问构成了I/O和算法挑战,以实现高访问效率。 该提案的研究者面临着来自半经典分子动力学研究的高维数据,这些数据需要在模拟过程中以很高的频率反复访问,并且在一些仿真研究中,数据集可能远大于记忆容量。该项目通过提出一个中间件系统,以快速访问存储驻留的高维数据,并具有易于使用的API,可用于数据组织,索引,搜索,以及I/O延迟隐藏,从而解决了大型高维数据集的挑战。为了启用低内存足迹的快速搜索,探索了各种索引结构,并提出了一个新的位置保存树(LPT)。此外,该项目在动态研究中利用了特定的数据访问模式,用于通过与I/O的计算重叠来隐藏的I/O潜伏期,这是由一系列易于使用的编程构造启用的,这些编程构造正在为非块读取/写入操作而开发,以进一步减少数据访问时间。开发的非阻滞API与硬盘驱动器(HDD)和混合固态驱动器(SSD)和HDD兼容。此外,开发了基于SSD的I/O加速器,并与非阻滞API集成在一起。该项目解决了访问大型高维数据集的重要且具有挑战性的问题,该数据集具有超出半经典分子动力学模拟的应用。调查人员将利用研究工作来激励和教育学生。 为了扩大项目参与者的影响,从研究中获得的知识,见解和材料将增强课程,并仔细适应课程材料和课程项目。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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