stringtranslate.com

Антон (компьютер)

Anton — это массивно-параллельный суперкомпьютер, разработанный и построенный DE Shaw Research в Нью-Йорке, впервые запущенный в 2008 году. Это специализированная система для моделирования молекулярной динамики (МД) белков и других биологических макромолекул. Машина Anton состоит из значительного числа специализированных интегральных схем (ASIC), соединенных между собой специализированной высокоскоростной трехмерной торической сетью . [1]

В отличие от более ранних специализированных систем для моделирования МД, таких как MDGRAPE-3 , разработанная RIKEN в Японии, Anton выполняет свои вычисления полностью на специализированных микросхемах ASIC, вместо того чтобы разделять вычисления между специализированными микросхемами ASIC и хост-процессорами общего назначения.

Каждая ASIC Anton содержит две вычислительные подсистемы. Большая часть вычислений электростатических и ван-дер-ваальсовых сил выполняется высокопроизводительной подсистемой взаимодействия (HTIS). [2] Эта подсистема содержит 32 глубоко конвейеризированных модуля, работающих на частоте 800 МГц, организованных подобно систолическому массиву . Остальные вычисления, включая силы связи и быстрые преобразования Фурье (используемые для электростатики дальнего действия), выполняются гибкой подсистемой. Эта подсистема содержит четыре ядра Tensilica общего назначения (каждое с кэшем и памятью блокнота) и восемь специализированных, но программируемых ядер SIMD, называемых геометрическими ядрами. Гибкая подсистема работает на частоте 400 МГц. [3]

Сеть Антона представляет собой трехмерный тор, и, таким образом, каждый чип имеет 6 межузловых связей с общей пропускной способностью вход+выход 607,2 Гбит/с. Межузловая связь состоит из двух равных односторонних связей (по одной в каждом направлении), причем каждая односторонняя связь имеет пропускную способность 50,6 Гбит/с. Каждая односторонняя связь состоит из 11 полос, где полоса представляет собой дифференциальную пару проводов, передающих сигналы со скоростью 4,6 Гбит/с. Задержка на переход в сети Антона составляет 50 нс. Каждая ASIC также подключена к своему собственному банку DRAM, что позволяет проводить большие симуляции. [4]

Производительность 512-узловой машины Anton составляет более 17 000 наносекунд времени моделирования в день для системы белок-вода, состоящей из 23 558 атомов. [5] Для сравнения, коды MD, работающие на универсальных параллельных компьютерах с сотнями или тысячами процессорных ядер, достигают скорости моделирования до нескольких сотен наносекунд в день на той же химической системе. Первая 512-узловая машина Anton была введена в эксплуатацию в октябре 2008 года. [6] Проект распределенных вычислений с несколькими петафлопсами [7] Folding @home достиг аналогичных совокупных временных масштабов моделирования ансамбля, сопоставимых с общим временем одного непрерывного моделирования на Anton, в частности, достигнув диапазона в 1,5 миллисекунды в январе 2010 года. [8]

Суперкомпьютер Anton назван в честь Антона ван Левенгука [9] , которого часто называют «отцом микроскопии », поскольку он построил высокоточные оптические приборы и впервые использовал их для визуализации самых разных организмов и типов клеток.

Была описана машина ANTON 2 с четырьмя узлами 512 и ее существенно увеличенной скоростью и размером задачи. [10]

Национальные институты здравоохранения поддержали разработку системы ANTON для биомедицинского исследовательского сообщества в Питтсбургском суперкомпьютерном центре Университета Карнеги-Меллона и в настоящее время (20 августа) продолжают работу над системой ANTON 2.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Дэвид Э. Шоу; Мартин М. Денерофф; Рон О. Дрор; Джеффри С. Каскин; Ричард Х. Ларсон; Джон К. Салмон; Клифф Янг; Брэннон Батсон; Кевин Дж. Бауэрс; Джек К. Чао; Майкл П. Иствуд; Джозеф Гальярдо; Дж. П. Гроссман; К. Ричард Хо; Дуглас Дж. Иерарди; Иштван Колоссвари; Джон Л. Клепеис; Тимоти Лейман; Кристин Макливи; Марк А. Мораес; Рольф Мюллер; Эдвард К. Прист; Ибин Шань; Йохен Шпенглер; Майкл Теобальд; Брайан Тоулз; Стэнли К. Ван (июль 2008 г.). Антон, специализированная машина для моделирования молекулярной динамики. Т. 51. ACM . С. 91–97. дои : 10.1145/1364782.1364802. ISBN 978-1-59593-706-3. S2CID  52827083. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь ) (Статья по теме опубликована в Трудах 34-го ежегодного международного симпозиума по архитектуре компьютеров (ISCA '07), Сан-Диего, Калифорния, 9–13 июня 2007 г.).
  2. ^ Ричард Х. Ларсон; Джон К. Салмон; Рон О. Дрор; Мартин М. Денерофф; Клифф Янг; Дж. П. Гроссман; Ибинг Шань; Джон Л. Клепеис; Дэвид Э. Шоу (2009). Высокопроизводительные парные точечные взаимодействия в Anton, специализированной машине для моделирования молекулярной динамики (PDF) . IEEE . ISBN 978-1-4244-2070-4. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2011 г. . Получено 13 января 2009 г. . {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  3. ^ Джеффри С. Кускин; Клифф Янг; Дж. П. Гроссман; Брэннон Батсон; Мартин М. Денерофф; Рон О. Дрор; Дэвид Э. Шоу (2009). Включение гибкости в Anton, специализированную машину для моделирования молекулярной динамики (PDF) . IEEE . ISBN 978-1-4244-2070-4. Архивировано из оригинала (PDF) 4 декабря 2008 г. . Получено 13 января 2009 г. . {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  4. ^ Клифф Янг; Рон О. Дрор; Дж. П. Гроссман; Джон К. Салмон; Шоу, Дэвид Э.; Джозеф А. Банк; и др. (2009). "32x32x32, пространственно распределенное 3D FFT за четыре микросекунды на Антоне". Труды конференции по высокопроизводительным вычислениям, сетям, хранению и анализу . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ACM . стр. 1–11. doi :10.1145/1654059.1654083. ISBN 978-1-60558-744-8. S2CID  5611246.
  5. ^ "Национальный ресурс по биомедицинскому суперкомпьютерному анализу". Архивировано из оригинала 23 мая 2010 г. Получено 14 мая 2010 г.
  6. ^ Дэвид Э. Шоу; Рон О. Дрор; Джон К. Салмон; Дж. П. Гроссман; Кеннет М. Маккензи; Джозеф А. Бэнк; Клифф Янг; Мартин М. Денерофф; Брэннон Батсон; Кевин Дж. Бауэрс; Эдмонд Чоу; Майкл П. Иствуд; Дуглас Дж. Иерарди; Джон Л. Клепеис; Джеффри С. Кускин; Ричард Х. Ларсон; Крестен Линдорфф-Ларсен; Пол Марагакис; Марк А. Мораес; Стефано Пиана; Ибинг Шань; Брайан Тоулз (2009). "Моделирование молекулярной динамики в миллисекундном масштабе на Anton". Труды конференции по высокопроизводительным вычислениям, сетям, хранению и анализу - SC '09 (PDF) . Нью-Йорк, США: ACM . стр. 1–11. дои : 10.1145/1654059.1654099. ISBN 978-1-60558-744-8. S2CID  4390504. Архивировано из оригинала (Портленд, Орегон) 23 апреля 2012 г. . Получено 20 апреля 2012 г. .
  7. ^ Pande Group (март 2017 г.). «Статистика клиентов по ОС». Стэнфордский университет . Получено 3 февраля 2012 г.
  8. ↑ Виджай Панде (17 января 2010 г.). «Folding@home: Paper #72: Major new result for Folding@home: Simulation of the millisecond timescale» . Получено 22 сентября 2011 г.
  9. ↑ Джон Маркофф (8 июля 2008 г.). «Геркулесово устройство для молекулярных тайн». The New York Times . Получено 25 апреля 2010 г.
  10. ^ Shaw, David E; Grossman, JP; Bank, Joseph; A Batson, Brannon; Butts, J Adam; Chao, Jack C; Deneroff, Martin M; Dror, Ron O; Even, Amos (2014). "Anton 2: Raising the Bar for Performance and Programmability in a Special-Purpose Molecular Dynamics Supercomputer". SC14: Международная конференция по высокопроизводительным вычислениям, сетевым технологиям, хранению и анализу . Новый Орлеан, Луизиана: ACM . стр. 41–53. doi :10.1109/SC.2014.9. ISBN 978-1-4799-5499-5. S2CID  3354876.

Внешние ссылки