Конференція Високопродуктивні обчислення, Київ, 13-15 жовтня 2014

ISC 2012: репортаж з міжнародної суперкомп’ютерної конференції

У другій половині червня в Гамбурзі пройшла Міжнародна суперкомп’ютерна конференція ISC 2012. Цей захід проводиться вже 27-й рік поспіль, а цього року інтерес до нього був особливо великим: кількість відвідувачів досягла 2400 чоловік, свої експозиції на виставці представили 175 компаній та організацій з усього світу.

Звичайно, на фоні найбільших ІТ-виставок типу Computex такі цифри не вражають, але треба пам’ятати, що ISC має значно вужчу спеціалізацію, а участь у ній беруть лише представники даної галузі та журналісти.

Цього разу одним з ключових доповідачів на конференції стала компанія Intel, яка представила нову торгову марку Intel Xeon Phi. Даний бренд буде використовуватись для усієї майбутньої продукції на базі архітектури Intel Many Integrated Cores (Intel MIC).

Першими продуктами під брендом Phi стануть процесори з кодовою назвою Knights Corner. Вони будуть офіційно представлені до кінця поточного року та доповнять собою існуючі сімейства Intel Xeon E5. Використання нових процесорів дозволить значно підвищити продуктивність при виконанні задач з високим паралелізмом. Крім того, Intel планує в подальшому використовувати Xeon Phi у корпоративних центрах обробки даних та робочих станціях.

Отже, що таке Intel Xeon Phi? Це плата з інтерфейсом PCI-Express, на якій, власне, розпаяно прискорювач. Він містить більше 50 обчислювальних ядер, створений за 22-нм технологією тривимірних транзисторів Tri-Gate (як і сучасні десктопні процесори Ivy Bridge) та підтримує не менше 8 ГБ системної пам’яті GDDR5.

Прискорювачі до того ж підтримують розширення SIMD 512 біт, що, за твердженням Intel, додатково збільшує швидкість роботи за рахунок обробки кількох елементів даних за допомогою однієї інструкції. Один вузол з Xeon Phi дозволяє досягнути продуктивності більше 1 ТФлопс, а перший кластер на базі даних прискорювачів посів 149 місце у списку Топ500 з показником продуктивності 118 ТФлопс.

Очевидно, що така позиція не була кінцевою метою Intel. Корпорація припускає, що вже на початку наступного року буде представлено перший суперкомп’ютер Stampede на базі прискорювачів Xeon Phi, який подолає петафлопсний бар’єр. Причому, як прогнозує Intel, варто очікувати появи ряду подібних суперкомп’ютерних систем, здатних показати продуктивність вище 1 ПФлопс.

На даний момент Intel почувається досить впевнено на ринку суперкомп’ютерів, адже більше 74% систем списку Топ500 створено на базі процесорів Intel. Але почивати на лаврах корпорація зовсім не збирається, що зайвий раз підтверджується анонсом нового типу прискорювачів. Конкуренти на кшталт NVidia з GPU Tesla та Kepler наступають на п’яти.

Доповідь віце-президента Intel Architecture Group Раджиба Хазра була присвячена розвитку ринку HPC.

HPC подвоїть обсяг та доходи до 2016

Як видно зі слайда, до 2016 року ринок HPC подвоїть свій обсяг та доходи. Суттєвий приріст очікується у сегментах хмарних та мережевих технологій.

Через 6 років ми побачимо екзафлоп

Якщо у 1997 році найпотужніший суперкомп’ютер мав продуктивність 1 ТФлопс, то цього року лідер списку Top500 зміг підкорити позначку 16 Пфлопс. Як очікує Intel, через 6 років ми станемо свідками появи першої системи екзафлопсної продуктивності. Цікаво, що на подолання шляху від 1 до 10 ПФлопс знадобилось 4 роки, тоді як для стрибка з 10 до 20 ПФлопс треба буде менше року.

Зростання сукупної продуктивності суперкомп'ютерів

Динаміку зростання сукупної продуктивності 500 найпотужніших систем відмінно демонструє даний слайд. Як видно, останнім часом відбувся сильний якісний стрибок. Цікаво, чи збережеться дана тенденція у майбутньому?

Підтримка технології Intel Xeon Phi

Разом з анонсом Xeon Phi Intel оголосила про найширшу підтримку своєї технології з боку виробників суперкомп’ютерних систем. «Ми раді оголосити про те, що наш суперкомп’ютер нового покоління під кодовою назвою Cascade буде створено на базі прискорювачів Intel Xeon Phi, що дозволить його користувачам отримати додаткові обчислювальні ресурси для реалізації наукових та дослідницьких проектів, — заявила Пег Вільямс, старший віце-президент з високопродуктивних систем Cray. — В нашій системі Cascade будуть використовуватись одні з найсучасніших технологій, які коли-небудь використовувались у розробках нашої компанії».

Російські розробники суперкомп’ютерів були представлені компаніями «Т-Платформи» та РСК. Зокрема, РСК — один з провідних в Росії розробників та інтеграторів «повного циклу» суперкомп’ютерних рішень нового покоління на базі архітектур Intel та передових технологій рідинного охолодження.

РСК стала піонером в області розробки та впровадження рідинного охолодження для систем на базі серверних плат Intel. Про ефективність такого підходу можна судити за цілком реальними фактами: з моменту початку експлуатації у 2009 році першого обчислювального кластера у Південно-уральському державному університеті, м. Челябінськ, а також деяких ключових суперкомп’ютерних проектів Росгідромет (35 ТФлопс) та МФТІ (41 ТФлопс), сумарна економія електроенергії за рахунок використання рідинного охолодження склала 4,5 млн. кВт*г.

РСК

На стенді РСК демонструвалась розроблена спеціалістами компанії система гнучкого керування енергоспоживанням для територіально розподіленого ЦОД, яку можна використовувати як додатковий функціонал для рішень на базі архітектури «РСК Торнадо».

В основі даної системи лежить технологія Intel Node Management, суть якої полягає у можливості простої оптимізації енергоспоживання розподіленого ЦОД через динамічне встановлення лімітів на електроенергію як окремих обчислювальних елементів, так і всього центру в цілому, у відповідності до обраної політики керування та існуючих запитів на обчислювальні ресурси. За розрахунками спеціалістів РСК, дане рішення дозволяє суттєво економити ресурси, перерозподіляючи навантаження в години пікового споживання.

РСК збирається повністю підтримувати нові розробки корпорації Intel. У планах компанії розробка та впровадження у майбутніх проектах архітектури «РСК Торнадо» технологій Xeon Phi.

У виставці також взяли участь наукові заклади. Наприклад, Південно-уральський державний університет представив інформацію про дослідження, виконані за допомогою суперкомп’ютера.

Суперкомп'ютер СКІФ-Аврора, Челябінськ

За словами керівника лабораторії суперкомп’ютерного моделювання та за сумісництвом декана університету Леоніда Соколинського, суперкомп’ютер використовується для розв’язання різноманітних наукових проектів. Комерційні компанії також можуть орендувати потужності для свої задач. Наприклад, Челябінський тракторний завод вдавався до послуг суперкомп’ютера при розробці моделі міні-екскаватора. За допомогою «СКІФ-Аврора» були змодельовані різноманітні моделі з метою переконатись у міцності елементів при експлуатаційному навантаженні.

Серед інших проектів, які виконував «СКІФ-Аврора» були:

  • Інтелектуальний аналіз біометричних даних людини в умовах екстремальних фізичних навантажень.
  • Розробка комплексу корисних моделей людської будови для передбачення та моделювання на суперкомп’ютерах.
  • Симуляція астероїда, який падає в океан, обчислення висоти утвореної хвилі та зміщення ґрунту в місці падіння.

Кілька слів про нового лідера рейтингу Top500, монстра IBM BlueGene/Q під назвою Sequoia.

Суперкомп'ютер IBM Sequoia

Даний суперкомп’ютер, встановлений в Ліверморській національній лабораторії імені Лоуренса, показав продуктивність 16,32 ПФлопс, що дозволило йому легко перемогти попереднього лідера Fujitsu K Computer, який витиснув лише 10 ПФлопс. IBM Sequoia має півтора мільйони обчислювальних ядер та споживає майже 8 МВт енергії. Втім, є ймовірність, що у листопаді ми побачимо нові зміни першої десятки Top500, хоча наздогнати IBM буде зовсім непросто.

Теги: GPU, HPC, IBM, Intel, ISC, K Computer, Top500, охолодження, паралельні обчислення, петафлопс, прискорювачі, процесори, РСК, СКІФ-Аврора, Т-Платформи, ЦОД

Матеріали за темою:

Коментарі