ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ФРАКТАЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ ПРИТЯЖЕНИЯ НА СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Леонтьева Татьяна Владимировна, Брютова София Даниловна

Генерация фрактальных бассейнов притяжения точек Лагранжа методом Ньютона является важной, но крайне вычислительно сложной задачей нелинейной динамики, зависящей от эффективности распараллеливания. На начальном этапе было установлено, что традиционная статическая декомпозиция данных вызывает значительный дисбаланс нагрузки из-за нерегулярной сложности фрактальных границ. В результате масштабирование алгоритма на суперкомпьютерном кластере резко снижалось, достигая лишь 5.8% при 448 ядрах. Для решения проблемы была адаптирована динамическая архитектура Master/Worker с мелкозернистым пулом задач и точечным обменом MPI. Проведён анализ производительности и профилирование накладных расходов. Применение динамического метода обеспечило стабильную эффективность 32–34% при масштабировании до сотен ядер, что в 5.7 раза выше исходного подхода. Время генерации 8К-изображения сократилось с 25 до 4.4 минут. Предложенный подход демонстрирует эффективное использование ресурсов суперкомпьютеров для широкого класса задач с нерегулярной вычислительной структурой.

Ключевые слова:фрактальная структура, метод Ньютона, проблема трёх тел, балансировка нагрузки, динамическая схема, мастер-воркер, ускорение параллельного кода, высокопроизводительные вычисления