ВИКОРИСТАННЯ DLP ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ КОМП’ЮТЕРНИХ МОДЕЛЕЙ У SCADA-СИСТЕМАХ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2025.01.038Ключові слова:
Індустрія 4.0, SCADA, SIMD, паралельні обчислення, кінцево-різницеві схеми, векторизація, AVX-256.Анотація
В роботі представлено дослідження ефективності застосування технології паралелізму на рівні даних SIMD для оптимізації комп’ютерних моделей у SCADA-системах на прикладі реалізації обчислювальних алгоритмів за явними та неявними кінцево-різницевими схемами, які широко застосовуються в моделюванні промислових процесів. Експериментальні дослідження демонструють підвищення обчислювальної продуктивності завдяки використанню сучасних SIMD-інструкцій, передусім AVX-256, дозволяючи реалізувати обробку даних у реальному часі для складних симуляційних моделей в промислових системах керування. Встановлено, що явні кінцево-різницеві схеми демонструють кращу придатність до векторизації порівняно з неявними схемами, реалізованими з використанням методу прогонки. Практична значимість результатів полягає в підвищенні ефективності SCADA-систем через оптимальне використання можливостей сучасних процесорів, що надає переваги для промислових підприємств, які впроваджують цю технологію.
Посилання
Fraccaroli E., Padovani A. M., Quaglia D., Fummi F. Network Synthesis for Industry 4.0. Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). – 2020. P. 1692 – 1697.
Hennessy J. L., Patterson D. A. A new golden age for computer architecture. Communications of the ACM. – 2019. №2(62). P. 48 – 60.
Zhulkovskyi O., Zhulkovska I., Kurliak P., Sadovoi A., Ulianovska Yu., Vokhmianin H. Using asynchronous programming to improve computer simulation performance in energy systems. Energetika. – 2025. №1(71). P. 23 – 33.
Zheng R., Pai S. Efficient execution of graph algorithms on CPU with SIMD extensions. IEEE Access. – 2021. P. 262 – 276.
Zhulkovskyi O. O., Zhulkovska I. I., Vokhmianin H. Ya., Firsov O. D., Riabovolenko V. A. Research of progressive tools of parallel computations with the use of SIMD architecture. Informatics and Mathematical Methods in Simulation. – 2023. №3-4(13). P. 228 – 235.
Zhulkovskyi O., Zhulkovska I., Vokhmianin H., Firsov A., Tykhonenko I. Application of SIMD-instructions to increase the efficiency of numerical methods for solving SLAE. Computer Systems and Information Technologies. – 2024. №4. P. 126 – 133.
Intel® Intrinsics Guide.
URL: https://www.intel.com/content/www/us/en/docs/intrinsics-guide/index.html (date of access: 05.04.2025).
Vuţă-Popescu D., Antofi I. C., Ciobanu C. B., Kertész C. Z. SIMD extensions - a historical perspective. IEEE Access. – 2024. P. 108 – 115.
