Википедия

Blue Gene: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м ссылки на источники перенесены согласно ВП:СН
Строка 2:
'''Blue Gene''' — проект [[Массово-параллельная архитектура|массово-параллельной архитектуры]], разработанный для создания нескольких [[суперкомпьютер]]ов и направленный на достижение скорости обработки данных, превышающей 1 [[петафлопс]]. На данный момент успешно достигнута скорость почти в 20 [[петафлопс]]. Является совместным проектом фирмы [[IBM]] (подразделение Rochester MN и {{iw|Исследовательский центр Томаса Уотсона||en|Thomas J. Watson Research Center}}), [[Ливерморская национальная лаборатория|Ливерморской национальной лаборатории]], [[Министерство энергетики США|Министерства энергетики США]] (которое частично финансирует проект) и академических кругов. Предусмотрено три этапа проекта: Blue Gene/L, Blue Gene/P и Blue Gene/Q.
 
Проект был награждён [[Национальная медаль США за технологию и инновацию|Национальной Медалью США в области технологий и инноваций]] 18 сентября 2009 года. Президент Барак Обама вручил награду 7 октября 2009.<ref>{{cite web|url=http://www.techradar.com/news/computing/obama-honours-ibm-supercomputer-636869|title=Obama honours IBM supercomputer|last=Harris|first=Mark|date=September 18, 2009|publisher=Techradar|archiveurl=https://www.webcitation.org/66JAyE4nH?url=http://www.techradar.com/news/computing/obama-honours-ibm-supercomputer-636869|archivedate=2012-03-20|deadurl=yes}}</ref>.
 
== История ==
Строка 17:
В IBM, Алан Гар начал работать над расширением QCDOC архитектуры в суперкомпьютер более общего назначения: четыре близких друг к другу сетей с внутрисистемной коммутацией были заменены на сеть с поддержкой маршрутизации сообщений с любого узла в любой другой, а так же была добавлена подсистема параллельного ввода/вывода. Министерство энергетики начало финансировать развитие этой системы, и она стала известна как Blue Gene/L (L как Light). Разработка оригинальной Blue Gene системы продолжилась под названием Blue Gene/С (С как Циклоп), а позднее была переименована в Cyclops64.
 
Каждое следующее поколение системы Blue Gene получала своё название. Так, второе поколение суперкомпьютеров (представлено в 2007 году) получило название Blue Gene/P, третье (представлено в 2011 году) -— Blue Gene/Q.
 
== Blue Gene/L ==
Строка 37:
 
=== Архитектура ===
Blue Gene/L архитектура — это эволюция QCDSP- и QCDOC-архитектур. Каждый Blue Gene/L узел вычисления или ввода/вывода — это одиночная ASIC (интегральная схема специального назначения), объединенная с DRAM чипом памяти. ASIC оснащена двумя встроенными 700 МГц-процессорами PowerPC 440 (каждый с двухканальным математическим сопроцессором (FPU) двойной точности), кэшомкэшем подсистемы со встроенным контроллером DRAM и логикой для поддержки нескольких коммуникационных подсистем. Двойной FPU дал каждому Blue Gene/L узлу теоретическую пиковую производительность в 5,6 Гфлопс. Процессоры не объеденыобъединены когерентным кэшомкэшем.
 
На одну вычислительную карту помещаются по два вычислительных узла, на одну плату помещается по 16 вычислительных карт плюс не более 2 узлов ввода/вывода. В одну стойку помещается до 32 плат. При интеграции всех необходимых систем на один чип и использовании логических элементов малой мощности каждый узел вычисления или ввода/вывода тратит малую мощность (около 17 ватт , включая расходы DRAM). Это позволяет очень плотно упаковывать до 1024 вычислительных узлов (плюс дополнительные узлы ввода/ вывода) в стандартную 19-дюймовую стойку, обеспечивая её источниками электропитания и воздушного охлаждения в разумных пределах. Показатели эффективности с точки зрения флопс на ватт, флопс на квадратный метр площади и флопс на единицу стоимости позволяет масштабировать систему до очень высокой производительности. С таким большим количеством узлов сбои в работе компонентов неизбежны. Поэтому система может электрически изолировать ряд неисправных компонентов, чтобы продолжать нормально функционировать.
Строка 63:
Проект Cyclops64 был начат в ответ на разработку Earth Simulator — (система разработана Японским агентством аэрокосмических исследований и Японским институтом ядерных исследований в 1997 для исследования эффекта глобального потепления и решения проблем геофизики).
 
Cyclops64 является совместным проектом Департамента энергетики США (который частично финансирует проект), Министерства обороны США, промышленных корпораций (в IBMчастности, в частностиIBM) и академий.
 
Архитектура была придумана победителем Seymour Cray Award Деннеем Монти, который и в настоящее время руководит проектом.
Строка 89:
Каждый чип Blue Gene/P состоит из четырёх процессорных ядер {{iw|PowerPC 400|PowerPC 450|en|PowerPC 400}} с тактовой частотой 850 МГц. Чип оперативной памяти 2 или 4 ГБ и сетевые интерфейсы образуют вычислительный узел суперкомпьютера. 32 вычислительных узла объединяются в карту (Compute Node card), к которой можно подсоединить от 0 до 2 узлов ввода-вывода. Системная стойка вмещает в себя 32 таких карты.
 
Конфигурация Blue Gene/P с пиковой производительностью 1 петафлопс представляет собой 72 системные стойки, содержащие 294 912 процессорных ядер, объединённых в высокоскоростную оптическую сеть. Конфигурация Blue Gene/P может быть расширена до 216 стоек с общим числом процессорных ядер 884 736, чтобы достигнуть пиковую производительность в 3 петафлопса. В стандартной конфигурации системная стойка Blue Gene/P содержит 4 096 процессорных ядер.<ref>[http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/21791.wss ibm.com]</ref>.
 
=== Blue Gene/P в мире ===
* Топалов Веселин Александров, болгарский шахматист, гроссмейстер (1992), шестой чемпион мира по шахматам по версии ФИДЕ (2005), в 2010 году подтвердил в интервью, что использовал Blue Gene/P суперкомпьютер во время его подготовки к матчу.
*Blue Gene/P компьютер был использован для имитации приблизительно одного процента коры головного мозга человека, содержащей 16000000001 600 000 000 нейронов с примерно 90000000000009 000 000 000 000 соединений.
*Проект IBM Kittyhawk была перенесена Linux на вычислительные узлы и продемонстрировала типовые Web 2.0 рабочие задачи, выполняемых в масштабе на Blue Gene/P. Результат запуска стандартного программного обеспечения Linux (например, MySQL) по тесту SpecJBB является одним из самых высоких за всю историю.
*В 2011 команда Рютгерского университета, IBM и Техасского университета связали систему KAUST Shaheen с Blue Gene/P установки в Ватсоновском исследовательском центре в "«федеративное высоко производительноевысокопроизводительное вычислительное облако"» для решения проблемы с оптимизацией использования нефтяных ресурсов.
*12 ноября 2007 года в Германии начала работать первая система под названием {{iw|JUGENE}} с 6553665 536 процессорами, в [[Исследовательский центр Юлих|Исследовательском центре Юлих]], с вычислительной мощностью в 167 [[терафлопс]]<ref>{{cite news | title = Supercomputing: Jülich Amongst World Leaders Again | publisher = pressebox | date = 2007-11-12 | url=http://www.pressebox.de/pressemeldungen/ibm-deutschland-gmbh-4/boxid-136200.html}}</ref><ref>[https://www.youtube.com/watch?v=MyHIXVifN4Q YouTube: IBM Blue Gene — Juelich]</ref>. Он стал самым быстрым [[суперкомпьютер]]ом в Европе и шестым во всём мире. Первой лабораторией в Соединённых Штатах, использующей Blue Gene/P, была [[Аргоннская национальная лаборатория]]. Первые стойки Blue Gene/P использовались до 2007 года. Первая установка была системой в 111-teraflop, которая имела приблизительно 32, 000 процессоров, и предназначалась для научно-исследовательского общества США весной 2008.<ref> {{cite news |last = Curry |first = Jessica |title = Blue Gene Baby |publisher = Chicago Life |date = 2007-08-12 |url = http://chicagolife.net/content/chicago/Blue_Gene_Baby |deadlink = yes |archiveurl = https://web.archive.org/web/20090320233436/http://www.chicagolife.net/content/chicago/Blue_Gene_Baby |archivedate = 2009-03-20 }} </ref>. Полной системе была присвоена третья строчка июньского списка [[Top500|Топ 500]] за 2008 год.<ref>{{Cite web |url=http://www.mcs.anl.gov/news/detail.php?id=147 |title=«Argonne’s Supercomputer Named World’s Fastest for Open Science, Third Overall» |accessdate=2009-03-17 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090208225756/http://www.mcs.anl.gov/news/detail.php?id=147 |archivedate=2009-02-08 |deadlink=yes }}</ref> .
*С 2008 года на факультете ВМК МГУ имени М. В. Ломоносова работает суперкомпьютер IBM Blue Gene/P<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=ntSoabMEpt4 Пресс-конференция в МГУ]</ref><ref>{{Cite web|url=http://hpc.cmc.msu.ru/bgp/intro|title=Суперкомпьютер IBM Blue Gene/P на факультете ВМК МГУ {{!}} hpc@cmc|publisher=hpc.cmc.msu.ru|accessdate=2019-01-28}}</ref>.
 
Строка 113:
18 ядер, по утверждению сотрудников IBM, нужны для надёжности. Если на одном из ядер процессора был зафиксирован сбой, оно может быть отключено и переведено на «скамейку запасных». Собственно, обнаружение и изменение конфигурации «ошибочного» ядра может быть проведено на любом этапе производства или сборки системы — не только когда чип уже тестируется, но и на ранних этапах, например, инсталляции чипа в вычислительный кластер. В случае с [[IBM Sequoia]] будет использоваться около 100 000 чипов, для того чтобы достичь заветных 20 петафлопс. Огромное количество процессоров делает задачу переназначения ядер очень важной: в компании IBM подсчитали, что при данном (100 тысяч) количестве чипов в суперкомпьютере каждые 3 недели в среднем будет выходить из строя 1 процессорный блок.
 
Также известно, что в Blue Gene/Q реализована поддержка транзакционной памяти не на программном, а аппаратном уровне.<ref>[http://habrahabr.ru/company/ibm/blog/134698/ Транзакционная память и многопоточность (блог компании IBM)<!-- Заголовок добавлен ботом -->]{{ref-ru}}</ref>.
 
Стоимость Blue Gene/Q (при использовании коммерческих цен) оценивается [[The Register]] приблизительно в 150 млн долларов США за каждый петафлопс.<ref>https://www.theregister.co.uk/2011/11/16/ibm_bluegene_q_power_775/ «even at the $150m per peak petaflops that IBM charges for the machines in a balanced configuration with a reasonable amount of CPU and storage.»</reF>.
 
=== Blue Gene/Q в мире ===
* Первой системой, построенной по архитектуре Blue Gene/Q, стала система ''[[IBM Sequoia|Sequoia]]'', которую разворачивали в [[Ливерморская национальная лаборатория|Ливерморской национальной лаборатории]] с начала 2011 года и полностью ввели в эксплуатацию в июне 2012 года. Эта система рассчитывает научные программы лаборатории. Она состоит из 98.304 вычислительных узлов, содержащих 1.572.864 процессорных ядер и 1,6 [[Петабайт|Пб]] памяти. Располагается система в 96 стойках, потребляемая мощность составляет 6 [[мегаватт]]<ref>[https://computing.llnl.gov/?set=resources&page=SCF_resources#sequoia Sequoia]{{ref-en}}</ref>. В списке [[Top500]] за ноябрь 2014 года занимает 3-е место<ref>[http://www.top500.org/system/177556 Карточка суперкомпьютера Sequoia на сайте top500.org]</ref>.;
* июнь 2012: ''Avoca'' Victorian Life Sciences Computation Initiative, Австралия<ref>[http://www.vlsci.org.au/AvocaPreview Avoca installation — now complete] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131004215424/http://www.vlsci.org.au/AvocaPreview |date=2013-10-04 }}</ref>;
* июнь 2012: суперкомпьютер ''Fermi'' в суперкомпьютерном центре CINECA в г. Болонья, Италия<ref>[http://www.hpc.cineca.it/content/introduction-fermi Introduction to the FERMI Blue Gene/Q, for users and developers]</ref><ref>[https://www.youtube.com/watch?v=k3TbEvhxMiI Youtube: Fermi: Cineca’s Supercomputer ]</ref>;
* август 2012: [[Рочестерский университет]], США<ref>[http://www.rochester.edu/news/show.php?id=4192 University of Rochester Inaugurates New Era of Health Care Research]</ref>;
* июнь 2013: суперкомпьютер ''JUQUEEN'' в [[Исследовательский центр Юлих|Исследовательском центре Юлих]], Германия<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JlPtoZ_CXUc YouTube: Europe’s fastest computer unveiled | Journal]</ref>. В списке [[Top500]] за ноябрь 2014 года занимает 8-е место<ref>[http://www.top500.org/system/177722 Карточка суперкомпьютера JUQUEEN на сайте top500.org]</ref>;
* 1 июля 2013: суперкомпьютер ''Mira'' установлен в [[Аргоннская национальная лаборатория|Аргонской национальной лаборатории]] в 2012 году. Он содержит около 50 тыс. вычислительных узлов (16 ядер на узел), 70 Пб дискового пространства и имеет жидкостную систему охлаждения.<ref>[http://www.er.doe.gov/ascr/ASCAC/Meetings/Nov09/Nov09Minutes.pdf Redirection Page | U.S. DOE Office of Science (SC)<!-- Заголовок добавлен ботом -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100329221526/http://www.er.doe.gov/ascr/ASCAC/Meetings/Nov09/Nov09Minutes.pdf |date=2010-03-29 }}{{ref-en}}</ref><ref>[http://workshops.alcf.anl.gov/gs10/files/2010/01/betsy_riley.pdf Training & Outreach | Argonne Leadership Computing Facility<!-- Заголовок добавлен ботом -->]{{ref-en}}</ref><ref>[https://www.youtube.com/watch?v=P_yQ5Q7Tf-4 YouTube: Dedication of Mira supercomputer at Argonne National Laboratory]</ref><ref>[http://habrahabr.ru/company/ibm/blog/193524/ 786 432 ядра суперкомпьютера IBM MIRA начали проводить моделирование ранней Вселенной]</ref>. В списке [[Top500]] за ноябрь 2014 года занимает 5-е место<ref>[http://www.top500.org/system/177718 Карточка суперкомпьютера Mira на сайте top500.org]</ref>;
* 2013 год: суперкомпьютер ''Vulcan'' в [[Ливерморская национальная лаборатория|Ливерморской национальной лаборатории]]<ref>[https://computing.llnl.gov/?set=resources&page=OCF_resources#vulcan Vulcan]</ref>. В списке [[Top500]] за ноябрь 2014 года занимает 9-е место<ref>[http://www.top500.org/system/177732 Карточка суперкомпьютера Vulcan на сайте top500.org]</ref>.
 
Всего из десяти самых мощных суперкомпьютеров в списке Top500 на [http://www.top500.org/lists/2014/11/ ноябрь 2014 года] 4 построены на платформе Blue Gene/Q.
Строка 355:
|82
|}
Самым быстродействующим компьютером из построенных на Blue Gene архитектуре является Sequoia. Сейчас он находится на 3емтретьем месте, но в июне 2012 года занимал 1уюпервую строчку рейтинга TOP500. По энергоэффективности он всё же обходит лидера (17808 кВт) и серебряного призера (8209).
 
== См. также ==
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Blue_Gene