stringtranslate.com

Roadrunner (суперкомпьютер)

Roadrunner — суперкомпьютер , созданный IBM для Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико, США. Roadrunner стоимостью 100 миллионов долларов США был рассчитан на пиковую производительность 1,7 петафлопс . 25 мая 2008 года она достигла 1,026 петафлопс, став первой в мире системой TOP500 LINPACK с устойчивой производительностью 1,0 петафлопс. [2] [3]

В ноябре 2008 года он достиг максимальной производительности в 1,456 петафлопс , сохранив первое место в списке TOP500 . [4] Это также был четвертый по энергоэффективности суперкомпьютер в мире в списке Supermicro Green500 с рабочей скоростью 444,94 мегафлопс на ватт использованной мощности. Гибридная конструкция Roadrunner затем была повторно использована для нескольких других энергоэффективных суперкомпьютеров. [5] Roadrunner был выведен из эксплуатации Лос-Аламосом 31 марта 2013 года. [6] На его месте в Лос-Аламосе был введен в эксплуатацию суперкомпьютер под названием Cielo , который был установлен в 2010 году.

Обзор

IBM построила компьютер для Национальной администрации по ядерной безопасности (NNSA) Министерства энергетики США. [7] [8] Это была гибридная конструкция с 12 960 двухъядерными процессорами IBM PowerXCell 8i [9] и 6 480 двухъядерными процессорами AMD Opteron [10] в специально разработанных блейд-серверах , соединенных с помощью InfiniBand . Roadrunner использовал Red Hat Enterprise Linux вместе с Fedora [11] в качестве операционных систем и управлялся с помощью программного обеспечения распределенных вычислений xCAT . Он также использовал реализацию интерфейса передачи сообщений Open MPI . [12]

Roadrunner занимал около 296 серверных стоек [13] площадью 560 квадратных метров (6000 квадратных футов) [14] и был введен в эксплуатацию в 2008 году. Он был выведен из эксплуатации 31 марта 2013 года. [13] Министерство энергетики использовало компьютер для моделирования старения ядерных материалов. чтобы предсказать, является ли стареющий арсенал ядерного оружия США безопасным и надежным. Другие области применения Roadrunner включали науку, финансовую, автомобильную и аэрокосмическую промышленность.

Гибридный дизайн

Roadrunner отличался от других современных суперкомпьютеров, поскольку он продолжил гибридный подход [13] к проектированию суперкомпьютеров, представленный Сеймуром Креем в 1964 году с помощью Control Data Corporation CDC 6600 , и продолжился на порядок более быстрым CDC 7600 в 1969 году. Однако в этой архитектуре периферийные процессоры использовались только для функций операционной системы, и все приложения выполнялись на одном центральном процессоре. В большинстве предыдущих суперкомпьютеров использовалась только одна архитектура процессора, поскольку считалось, что для нее легче проектировать и программировать. Чтобы реализовать весь потенциал Roadrunner, все программное обеспечение пришлось писать специально для этой гибридной архитектуры. Гибридная конструкция состояла из двухъядерных серверных процессоров Opteron , производимых компанией AMD с использованием стандартной архитектуры AMD64 . К каждому ядру Opteron подключен процессор PowerXCell 8i, разработанный и изготовленный IBM . В качестве суперкомпьютера Roadrunner считался кластером Opteron с ускорителями Cell, поскольку каждый узел состоит из Cell, прикрепленной к ядру Opteron, а Opteron друг к другу. [15]

Разработка

Roadrunner находился в разработке с 2002 года и был запущен в эксплуатацию в 2006 году. Из-за своей новой конструкции и сложности он был построен в три этапа и вступил в полную эксплуатацию в 2008 году. Его предшественником была машина под названием Dark Horse, также разработанная в Лос-Аламосе. [16] Эта машина была одной из первых систем с гибридной архитектурой, первоначально основанной на ARM, а затем перешедшей на процессор Cell. Это был полностью 3D-проект, в его конструкцию были интегрированы 3D-память, сеть, процессоры и ряд других технологий.

Фаза 1

Первым этапом Roadrunner было создание стандартного кластера на базе Opteron, а также оценка возможности дальнейшего создания и программирования будущей гибридной версии. Этот Roadrunner фазы 1 достиг производительности 71 терафлопс и находился в полной эксплуатации в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в 2006 году.

Фаза 2

Фаза 2, известная как AAIS (начальная система с расширенной архитектурой), включала создание небольшой гибридной версии готовой системы с использованием более старой версии процессора Cell. Этот этап использовался для создания прототипов приложений для гибридной архитектуры. Он появился в сети в январе 2007 года.

Этап 3

Целью этапа 3 было достижение устойчивой производительности, превышающей 1 петафлопс. В конструкцию были добавлены дополнительные узлы Opteron и новые процессоры PowerXCell. Эти процессоры PowerXCell в пять раз мощнее процессоров Cell, использованных на этапе 2. Они были построены в полном масштабе на предприятии IBM в Покипси, штат Нью-Йорк , [1] и преодолели барьер производительности в 1 петафлопс во время своей четвертой попытки 25 мая 2008 года. Летом 2008 года вся система была перенесена на постоянное место в Нью-Мексико. [1]

Технические характеристики

Процессоры

Roadrunner использовал две разные модели процессоров. Первый — AMD Opteron 2210 , работающий на частоте 1,8 ГГц. Оптероны используются как в вычислительных узлах, снабжающих ячейки полезными данными, так и в системных операциях и узлах связи, передающих данные между вычислительными узлами и помогающих операторам управлять системой. Roadrunner имеет в общей сложности 6912 процессоров Opteron, из которых 6480 используются для вычислений и 432 для работы. Оптероны соединены между собой связями HyperTransport . Каждый Opteron имеет два ядра, всего 13 824 ядра.

Второй процессор — IBM PowerXCell 8i , работающий на частоте 3,2 ГГц. Эти процессоры имеют одно ядро ​​общего назначения (PPE) и восемь ядер специальной производительности (SPE) для операций с плавающей запятой . Roadrunner имеет в общей сложности 12 960 процессоров PowerXCell с 12 960 ядрами PPE и 103 680 ядрами SPE, что в общей сложности составляет 116 640 ядер.

Триблейд

Схематическое описание модуля TriBlade.

Логично, что TriBlade состоит из двух двухъядерных Opteron с 16 ГБ ОЗУ и четырех процессоров PowerXCell 8i с 16 ГБ Cell RAM. [10]

Физически TriBlade состоит из одного блейда LS21 Opteron , блейда расширения и двух блейдов QS22 Cell . LS21 оснащен двумя двухъядерными процессорами Opteron с тактовой частотой 1,8 ГГц и 16 ГБ памяти для всего блейда, что обеспечивает 8 ГБ для каждого процессора. Каждый QS22 имеет два процессора PowerXCell 8i, работающие на частоте 3,2 ГГц, и 8 ГБ памяти, что составляет 4 ГБ для каждого процессора. Блейд расширения соединяет два QS22 через четыре канала PCIe x8 с LS21, по два канала для каждого QS22. Он также обеспечивает внешнее подключение через адаптер InfiniBand 4x DDR. Таким образом, общая ширина для одного TriBlade равна четырем слотам. Три TriBlade помещаются в одно шасси BladeCenter H. Блейд расширения подключается к блейду Opteron через HyperTransport.

Подключенный блок (CU)

Подключенное устройство — это 60 BladeCenter H, заполненных TriBlades, то есть 180 TriBlades. Все TriBlades подключены к 288-портовому коммутатору Voltaire ISR2012 Infiniband. Каждый CU также имеет доступ к файловой системе Panasas через двенадцать серверов System x3755 . [10]

Информация о системе CU: [10]

Кластер Roadrunner

Схематический обзор многоуровневой структуры суперкомпьютерного кластера Roadrunner.

Последний кластер состоит из 18 подключенных устройств, которые подключаются через восемь дополнительных коммутаторов Infiniband ISR2012 (второго этапа). Каждый CU подключается через двенадцать восходящих каналов для каждого коммутатора второй ступени, что в общей сложности составляет 96 восходящих соединений. [10]

Общая информация о системе: [10]

Неисправность

IBM Roadrunner был закрыт 31 марта 2013 года. [13] Хотя суперкомпьютер был одним из самых быстрых в мире, его энергоэффективность была относительно низкой. Roadrunner выдал 444 мегафлопс на ватт против 886 мегафлопс на ватт аналогичного суперкомпьютера. [17] Прежде чем суперкомпьютер будет демонтирован, исследователи потратят один месяц на эксперименты с памятью и маршрутизацией данных, которые помогут в разработке будущих суперкомпьютеров. [13]

После демонтажа IBM Roadrunner электроника будет уничтожена. [18] Лос-Аламос возьмет на себя большую часть работ по уничтожению суперкомпьютера, ссылаясь на секретный характер своих расчетов. Некоторые его части будут сохранены для исторических целей. [18]

Смотрите также

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Roadrunner (суперкомпьютером) .

Рекомендации

  1. ^ abc «Информационный бюллетень и предыстория: Roadrunner преодолевает петафлопсный барьер» . ИБМ. 9 июня 2008 года . Проверено 1 апреля 2013 г.
  2. ^ Годен, Шэрон (9 июня 2008 г.). «Roadrunner от IBM преодолевает 4-минутную милю суперкомпьютеров» . Компьютерный мир . Архивировано из оригинала 24 декабря 2008 г. Проверено 10 июня 2008 г.
  3. ^ Филдс, Джонатан (9 июня 2008 г.). «Суперкомпьютер задает темп в петафлопе». Новости BBC . Проверено 9 июня 2008 г.
  4. ^ "ТОП500 суперкомпьютерных сайтов" . top500.org . 11 ноября 2008 г.
  5. ^ «Список Green500 — июнь 2009 г.». Грин500 . Архивировано из оригинала 12 мая 2013 г. Проверено 2 апреля 2013 г.
  6. ↑ Монтойя, Сьюзен (30 марта 2013 г.). «Конец суперкомпьютера Roadrunner». Ассошиэйтед Пресс. Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года.
  7. ^ «IBM построит первый в мире суперкомпьютер на базе процессора сотовой широкополосной связи» (пресс-релиз). ИБМ. 06 сентября 2006 г. Проверено 31 мая 2008 г.
  8. ^ «IBM выбрана для создания нового суперкомпьютера Министерства энергетики» (пресс-релиз). ННСА. 06 сентября 2006 г. Архивировано из оригинала 18 июня 2008 г. Проверено 31 мая 2008 г.
  9. ^ «Международная конференция по суперкомпьютерам проведет первую панельную дискуссию по преодолению петафлопсного барьера» . ТОП500 суперкомпьютерных сайтов . 9 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2008 г. Проверено 11 октября 2015 г.
  10. ^ abcdef Кох, Кен (13 марта 2008 г.). «Обзор платформы Roadrunner» (PDF) . Лос-Аламосская национальная лаборатория . Проверено 31 мая 2008 г.
  11. ^ Борретт, Энн (2007). «Roadrunner — интегрированный гибридный узел» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 октября 2008 г. Проверено 30 июня 2009 г.
  12. ^ Сквайрс, Джефф. «Открытый MPI: 10 ^ 15 флопов не могут быть неправильными» (PDF) . Откройте МПИ . Проверено 22 ноября 2008 г.
  13. ^ abcdef Бродкин, Джон (31 марта 2013 г.). «Лучший в мире суперкомпьютер 2009 года устарел и будет демонтирован». Арс Техника . Проверено 31 марта 2013 г.
  14. ^ «Компьютер в Лос-Аламосе преодолевает петафлопсный барьер» . ИБМ. 09.06.2008 . Проверено 12 июня 2008 г.
  15. ^ Баркер, Кевин Дж.; Дэвис, Кей; Хойзи, Адольфи; Кербисон, Даррен Дж.; Лэнг, Майк; Пакин, Скотт; Санчо, Хосе К. (2008). «Вступая в эру петафлопов: архитектура и производительность Roadrunner» (PDF) . 2008 SC — Международная конференция по высокопроизводительным вычислениям, сетям, хранению и анализу . стр. 1–11. дои : 10.1109/SC.2008.5217926. ISBN 978-1-4244-2834-2. S2CID  7844349. Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2011 г. Проверено 2 апреля 2013 г.
  16. ^ Пул, Стив (сентябрь 2006 г.). «DarkHorse: предлагаемая архитектура PetaScale» (PDF) . Лос-Аламосская национальная лаборатория . Проверено 11 октября 2015 г.
  17. ^ «Список Top500 - ноябрь 2012 г.» . ТОП500 . Архивировано из оригинала 26 августа 2013 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
  18. ^ ab «Первый в мире петамасштабный суперкомпьютер будет разбит на куски» . Арс Техника. Апрель 2013 . Проверено 1 апреля 2013 г.

Внешние ссылки