stringtranslate.com

ASCI-красный

ASCI Red (также известный как ASCI Option Red или TFLOPS ) был первым компьютером, созданным в рамках Инициативы по ускоренным стратегическим вычислениям ( ASCI ) [5] [6] — суперкомпьютерной инициативы правительства США , созданной для поддержки ядерного арсенала США после моратория на ядерные испытания 1992 года .

ASCI Red был создан Intel и установлен в Sandia National Laboratories в конце 1996 года. Конструкция была основана на компьютере Intel Paragon . Первоначальные цели по созданию настоящей терафлопсной машины к концу 1996 года, которая была бы способна запускать приложение ASCI, используя всю память и узлы к сентябрю 1997 года, были достигнуты. [7] Он использовался правительством США с 1997 по 2005 год и был самым быстрым суперкомпьютером в мире до конца 2000 года. [4] [6] Это была первая машина ASCI, которую приобрело Министерство энергетики, [6] а также первый суперкомпьютер, набравший более одного терафлопса на тесте LINPACK , тесте, который измеряет скорость вычислений компьютера. Более поздние обновления ASCI Red позволили ему выполнять более двух терафлопс.

ASCI Red заслужил репутацию надежности, которую, по словам некоторых ветеранов, никто не превзошел. Директор Sandia Билл Кэмп сказал, что ASCI Red имел лучшую надежность среди всех когда-либо созданных суперкомпьютеров и «был высшей точкой суперкомпьютеров по долговечности, цене и производительности». [8]

ASCI Red был выведен из эксплуатации в 2006 году. [2]

Структура системы

Суперкомпьютер ASCI Red представлял собой распределенный компьютер MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) с передачей сообщений. Конструкция обеспечивала высокую степень масштабируемости для ввода-вывода, памяти, вычислительных узлов, емкости хранения и коммуникаций; стандартные параллельные интерфейсы также позволяли переносить параллельные приложения на машину. Машина была структурирована на четыре раздела: Compute, Service, I/O и System. Параллельные приложения выполнялись в Compute Partition, который содержал узлы, оптимизированные для производительности с плавающей точкой. Вычислительные узлы имели только функции, необходимые для эффективных вычислений — они не были предназначены для общих интерактивных служб. Service Partition предоставлял интегрированный масштабируемый хост, который поддерживал интерактивных пользователей (сеансы входа в систему), разработку приложений и системное администрирование. I/O Partition поддерживал дисковый ввод-вывод, масштабируемую параллельную файловую систему и сетевые службы. System Partition поддерживал начальную загрузку и возможности надежности, доступности и обслуживания системы (RAS). [7]

Раздел Service помогает интегрировать все различные части ASCI Red вместе. Он предоставляет масштабируемый хост для пользователей и используется для общего системного администрирования. [1] Раздел I/O предоставляет файловую систему и сетевые службы, а раздел Service состоит из экранов входа в систему, инструментов для разработки приложений и утилит для сетевых подключений. [5] Раздел Compute содержит узлы, которые предназначены для производительности с плавающей точкой. Именно здесь происходят фактические вычисления. [5] Каждый из вычислительных узлов вмещал два процессора Pentium Pro 200 МГц , каждый с кэшем уровня 1 объемом 16 КБ и кэшем уровня 2 объемом 256 КБ , которые позже были обновлены до двух процессоров Pentium II OverDrive 333 МГц , каждый с кэшем уровня 1 объемом 32 КБ и кэшем уровня 2 объемом 512 КБ . [9] По данным Intel , компьютер ASCI Red также является первым крупномасштабным суперкомпьютером, полностью построенным из обычных коммерчески доступных компонентов. [10]

Все разделы ASCI Red связаны между собой, образуя один суперкомпьютер, однако в то же время ни один из узлов не поддерживает глобальную общую память . Каждый из узлов работает в своей собственной памяти, и каждый делится данными с другими посредством «явной передачи сообщений». [11]

Технические характеристики

Сам компьютер занимал почти 1600 квадратных футов (150 м 2 ) пространства, [3] и состоял из 104 «шкафов». Из этих шкафов 76 были компьютерами (процессорами), 8 — коммутаторами и 20 — дисками. Он имел в общей сложности 1212 ГБ оперативной памяти и 9298 отдельных процессоров. Оригинальная машина использовала процессоры Intel Pentium Pro, каждый с тактовой частотой 200 МГц. Позже они были модернизированы до специально упакованных процессоров Pentium II Xeon, каждый с тактовой частотой 333 МГц. В целом, он требовал 850 кВт мощности (не включая кондиционер). Что отличает ASCI Option Red от всех его предшественников в области суперкомпьютеров, так это его высокая пропускная способность ввода-вывода . Предыдущие суперкомпьютеры имели производительность в несколько GFLOPS , однако их медленная скорость ввода-вывода замедляла или ограничивала работу систем. TFLOPS PFS от Intel — это чрезвычайно эффективная «параллельная файловая система», которая может поддерживать скорость передачи данных до 1 ГБ/с, устраняя узкие места. [12]

Первый в TFLOPS

В декабре 1996 года три четверти ASCI Red были измерены на мировом рекорде 1,06 TFLOPS на MP LINPACK и удерживали рекорд самого быстрого суперкомпьютера в мире в течение нескольких лет подряд, достигнув максимума в 2,38 TFLOPS после обновления процессора и памяти в 1999 году. [4] [7] Система использовала процессоры Pentium Pro , когда изначально была построена и когда она зафиксировала производительность выше одного TFLOPS. В этой конфигурации, когда она была полностью построена, она зафиксировала 1,6 TFLOPS производительности. Модернизации позже в 1999 году до специально упакованных процессоров Pentium II Xeon подняли производительность до 3,1 TFLOPS. [8]

Операционная система

Различные разделы ASCI Red работают на разных операционных системах . Например, пользователи компьютера работают в среде под названием «Teraflops OS», операционной системе (когда-то называвшейся Paragon OS), которая изначально была разработана для суперкомпьютера Intel Paragon XP/S . ​​[5] Раздел Compute ASCI Red работает на операционной системе под названием Cougar. [11] Cougar — это совместная работа Sandia Labs и Университета Нью-Мексико; это легкая ОС на основе PUMA и SUNMOS , двух систем, которые также были разработаны для использования на суперкомпьютере Paragon. [11] Она состоит из легкого ядра, Process Control Thread и других утилит и библиотек. Ядро Linux 2.4 было перенесено в систему, и был написан специальный драйвер CNIC, но тяжеловесная ОС не показала такой же производительности, как легковесное ядро ​​Cougar во многих тестах. [11]

Ссылки

  1. ^ abcd Томас, Роберт. "ASCI Red Homepage". Sandia National Laboratories. Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Получено 30 октября 2011 г.
  2. ^ ab "ASCI Red компании Sandia, первый в мире суперкомпьютер с терафлопной производительностью, выведен из эксплуатации". sandia.gov . 29 июня 2006 г. Архивировано из оригинала 29 сентября 2013 г. Получено 26 мая 2014 г.
  3. ^ ab Мэттсон, Тимоти. "Обзор суперкомпьютера Intel TFLOPS" (PDF) . MIT . Получено 30 октября 2011 г. .
  4. ^ abc "История рейтинга TOP500.org для ASCI Red". Сайты суперкомпьютеров TOP500 . Получено 29 октября 2011 г.
  5. ^ abcd Мэттсон, Тимоти. "The ASCI Option Red Supercomputer". Архивировано из оригинала 28 мая 2010 г. Получено 27 октября 2011 г.
  6. ^ abc Garg, Sharad (2001). "Оценка производительности параллельных файловых систем для кластеров ПК и ASCI Red". Труды Международной конференции IEEE 2001 года по кластерным вычислениям . IEEE. стр. 172–177. doi :10.1109/CLUSTR.2001.959973. ISBN 0-7695-1116-3. S2CID  13224481.
  7. ^ abc "Результаты производительности 7X – Финальный отчет: ASCI Red против Red Storm" (PDF) . Получено 17 ноября 2011 г.
  8. ^ ab "ASCI Red от Sandia, первый в мире суперкомпьютер с терафлопсной производительностью, выведен из эксплуатации" (PDF) . Получено 8 января 2013 г. .
  9. ^ "Страница TOP500.org, посвященная ASCI Red Национальной лаборатории Сандия". Архивировано из оригинала 9 января 2016 г. Получено 8 января 2016 г.
  10. ^ Уоррен, Майкл (ноябрь 1997 г.). "Pentium Pro Inside: I. Treecode at 430 Gigaflops on ASCI Red, II. Цена/производительность $50/Mflop на Loki и Hyglac". Труды конференции ACM/IEEE . IEEE: 61. doi :10.1109/SC.1997.10057. S2CID  13167835.
  11. ^ abcd Brightwell; Riesen; Underwood; Hudson; Bridges; MacCabe (2003). "Сравнение производительности Linux и легковесного ядра". Труды Международной конференции IEEE по кластерным вычислениям CLUSTR-03 . стр. 251–258. doi :10.1109/CLUSTR.2003.1253322. ISBN 0-7695-2066-9. S2CID  7454194.
  12. ^ Гарг, Шарад (1998). "TFLOPS PFS: Архитектура и проектирование высокоэффективной параллельной файловой системы". Труды конференции IEEE/ACM SC98 . IEEE. стр. 2. doi :10.1109/SC.1998.10003. ISBN 0-8186-8707-X. S2CID  8683745.