Суперкомпьютеры в Гамбурге. ТОР500, Intel и РСК
20-23 июня в Гамбурге прошла ведущая международная конференция-выставка по суперкомпьютерной тематике ISC'11. В ее работе принял участие наш специальный корреспондент.
Одно из главных событий этой выставки - объявление списка 500 самых мощных мировых суперкомпьютеров TOP500. Его особенность в этом году - доминирование японских и китайских машин в первой пятерке: там остался только один вычислительный комплекс, расположенный в США, Cray Jaguar. Возглавил рейтинг K Computer от компании Fujitsu c производительностью 8,16 петафлопс (то есть за одну секунду он способен произвести более восьми квадриллионов операций с плавающей запятой), расположенный в Институте физико-химических исследований (RIKEN) в префектуре Кобэ.
В основе K Computer лежит 68544 процессора SPARC 64 VIIIfx, каждый из которых наделен 8 вычислительными ядрами. Таким образом, в системе на сегодняшний день трудится 548352 ядра - это почти вдвое больше, чем располагает предыдущий рекордсмен, китайский Tianhe-1A. По словам представителей Fujitsu, работы на K Computer еще не завершены. Когда система будет укомплектована полностью (в планах создателей - это ноябрь 2012 года), количество процессоров достигнет 80 тыс., а пиковая производительность преодолеет рубеж в 10 петафлопс.
Особенностью нового лидера TOP500 является то, что, в отличие от машин Jaguar и Tianhe-1A, он использует в расчетах вычислительные ресурсы только центральных процессоров, тогда как указанные системы опираются на связку CPU+GPU.
Суперкомпьютерная отрасль наращивает вычислительные «мускулы» все интенсивнее с каждым годом: если еще три года назад рубеж в 1 петафлопс был покорен лишь одной машиной, то на сегодняшний день их уже десять. Больше всего суперкомпьютеров создано корпорацией IBM - 42%, 31% машин создала Hewlett-Packard, 6% - Cray. Более половины мировых суперкомпьютерных ресурсов сосредоточено в США - 256 систем. Китай, увеличивший с прошлого года количество на 20 единиц, имеет в своем активе 62 машины. В Германии их 30, в Великобритании - 27, в Японии - 26, и 25 - во Франции. Россия представлена 12-ю суперкомпьютерами.
На выставке было много интересных экспонатов, но мы в нашем материале отметим лишь несколько стендов.
Корпорация Intel представила публике особенности новых процессоров разработанных специально для систем НРС (систем высокопроизводительных вычислений). Новинки получили кодовое наименование Knights Corner и будут использовать архитектуру Intel Many Integrated Core (MIC), объединяющую в себе разработки и технологии, освоенные еще в рамках проектов Larrabee и Tera-scale Computing Research Program. В рамках этой технологии будет реализовано объединение традиционных х86-совместимых ядер со специализированными ядрами для увеличения результативности осуществления параллельных вычислений, новые процессоры могут похвастать использованием не менее 50-ти ядер.
Изделия Knights Corner будут выпускаться по 22-нм процессу с инновационными транзисторами с трехмерной структурой Tri-Gate, что даст возможность проектировать процессоры, действующие при минимальном напряжении и с меньшими токами утечки.
MIC-решения позволят существенно повысить производительность систем обработки объемных научных и финансовых вычислений, моделирования различных глобальных процессов и пр. Безусловно, новые процессоры смогут приблизить человечество к новой эре экзафлопсных суперкомпьютеров, которым будет по силам всего лишь за одну секунду осуществлять не менее квинтиллиона операций с плавающей запятой.
Коммерческие продукты, использующие Knights Corner, появятся в 2012 году, однако уже сейчас компания Intel предоставляет своим избранным партнёрам пакет инструментов Knights Ferry для проектирования и разработки решений на базе новой архитектуры.
Российский интегратор суперкомпьютерных решений РСК представил энергоэффективное решение для высокопроизводительных вычислений (HPC) с применением жидкостного охлаждения всех электронных компонент. Это второе поколение энергоэффективных суперкомпьютерных и инфраструктурных решений РСК для сегмента НРС, которое реализует жидкостное охлаждение для существующих серверных плат на базе процессоров Intel, изначально созданных для традиционных систем с воздушным обдувом электронных компонент.
Новое решение поддерживает широкодоступные серверные платы на базе процессоров Intel Xeon серии 5600 от нескольких производителей. Кроме того, готовится к выпуску в серию решение с поддержкой серверных процессоров Intel следующего поколения (под кодовым названием Sandy Bridge) и ускорителей, подключаемых по стандарту PCI Express.
«Для удобства использования нашей технологии РСК анонсирует коммерческую доступность законченного продукта, состоящего из вычислительного кластерного модуля с производительностью до 15 TFLOPS, построенного на основе процессоров Intel с использованием сетей Infiniband и Gigabit Ethernet, и интегрированного с системами электроснабжения и охлаждения, системой хранения и оптимизированным программным обеспечением для НРС. Такое интегрированное кластерное решение готово для поставки конечным заказчикам. При этом производительность будет увеличена до 30 TFLOPS при появлении серверных процессоров Intel следующего поколения, и существует возможность дальнейшего расширения системы с помощью ускорителей на основе той же инфраструктуры», -- отметил Алексей Шмелев, исполнительный директор РСК.
Применение стандартных вычислительных компонент, высокая энергоэффективность и гибкость в дальнейшем развитии позволяют использовать новое решение компании РСК не только в области высокопроизводительных вычислений, но и легко оптимизировать его для построения решений на базе технологий облачных вычислений (cloud computing), а именно для создания «частного облака» (private cloud) заказчика.
Компания РСК продемонстрировала на выставке концепцию построения энергоэффективных центров обработки данных (ЦОД) с жидкостным охлаждением на базе широкодоступных компонент (COTS - commodity off the shelf). На стенде РСК представлен базовый строительный блок нового решения на базе 6-ядерных процессоров Intel Xeon X5680 с тактовой частотой 3,33ГГц с применением жидкостного охлаждения всех электронных компонент плат вычислителя. Этот блок представляет собой ключевой элемент реализации на практике концепции создания гибкой инфраструктуры энергоэффективного ЦОДа. Такие строительные блоки нового поколения уже применяются в самом крупном проекте компании РСК в Южно-Уральском государственном университете, где установлен суперкомпьютерный комплекс с производительностью 117 TFLOPS.
А компания Mellanox Technologies на этой выставке вместе с Hewlett-Packard и Dell продемонстрировала работу сети на базе Infiniband с 14-кратной скоростью передачи данных (FDR). Пропускная способность такой сети (с четырьмя базовыми шинами - 4X) достигает 56 Гбит/с. Специалисты Mellanox соединили десять павильонов экспозиции ISC'11 сетью из адаптеров, коммутаторов и кабелей Infiniband, выпускаемых компанией, и запустили в ней пакет Remote Desktop over Infiniband разработки компании Scalable Graphics.
Новые разработки Mellanox поступят в продажу в третьем квартале этого года. Основное место среди них занимает семейство коммутаторов SX-6000, включающее в себя 36-портовый коммутатор SX-6036. Все они рассчитаны на работу с Infiniband FDR со скоростью до 56 Гбит/с.
Технология Infiniband используется в вычислительных центрах для соединения серверов или систем хранения данных. Медные кабели обеспечивают связь на расстоянии до пяти метров, волоконно-оптические - до 50 метров. В перспективе дальность можно увеличить до ста метров, считают в Mellanox.
Компания Super Micro Computer представила свои новейшие 1U (1026GT-TRF) и 2U (2026GT-TRF) сервера, GPU SuperServers высокой плотности с поддержкой до 4 и 6 графических процессоров соответственно, GPU SuperBlade (SBI-7126TG) с 20 графическими процессорами и 20 CPU в 7U корпусе, TwinBlade (SBA-7222G-T2) с поддержкой до 3840 ядер на стойку и 4-Way SuperBlade (SBA-7142G-T4), высокопроизводительную (до 60x 4-процессорных серверов в 42U SuperRack) вычислительную платформу с QDR 40 Гбит/с InfiniBand или 10GbE коммутатор-"лезвие". Также на выставке были представлены решения корпоративного класса 8-Way, 5U SuperServer (5086B-TRF), высокопроизводительная платформа с поддержкой до 80 Ядер/2 Tбайт памяти, предназначенная для решения критически важных с высоким уровнем доступности вычислительных сред.
С каждом годом на конференции ISC растет число участников из России, причем не только в качестве посетителей, но и докладчиков, представляющих науку и промышленность. В этом году на выставке были стенды четырех российских организаций: Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова, Южно-Уральского государственного университета, компаний Т-Платформы и РСК СКИФ.
Существенная часть информационных материалов стенда МГУ посвящена суперкомпьютерному образованию. В частности, посетителям выставки был предложен буклет "Supercomputing Education Project", в котором приводится описание проекта комиссии Президента РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России "Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения".
Впервые в работе выставки принял Южно-Уральский государственный Университет из Челябинска, но подробно об экспозиции этого стенда мы расскажем отдельно в специальном интервью его ректора Александра Шестакова, которое он дал на выставке нашему специальному корреспонденту.
Ранее редакция THG.ru сообщала, что осенью 2010 года корпорация AMD заняла первое место в рейтинге суперкомпьютеров Top500, представленном на Международной конференции по суперкомпьютерам в Гамбурге. Гигантский суперкомпьютер Cray XT5 Jaguar, система производительностью 1,75 петафлопс, построенная на базе шестиядерных процессоров AMD Opteron, содержит почти четверть миллиона процессорных ядер.
