ASC Red Storm — суперкомпьютер с массово-параллельной архитектурой и разделённой памятью (DM-MIMD), созданный в 2005 году по программе Accelerated Strategic Computing Initiative — программе Правительства США по развитию суперкомпьютерных технологий, призванных следить за состоянием ядерного арсенала США после объявления в октябре 1992 года моратория на проведение ядерных испытаний. Суперкомпьютер был создан компанией Cray и установлен в Сандийской Национальной лаборатории. На основе разработок для ASC Red Storm компания Cray выпустила коммерческую суперкомпьютерную платформу под названием Cray XT3. Списан в 2012 году.

История созданияПравить

Первый суперкомпьютер Сандийских Национальных лабораторий по программе ASCI — ASCI Red — был настолько успешным, что, когда пришло время подумать о его замене на более новый, было решено заказать новый суперкомпьютер с такой же архитектурой. В июне 2002 года[1] контракт на постройку нового суперкомпьютера был отдан компании Cray, так как компания Intel, создавшая суперкомпьютер ASCI Red к тому времени уже вышла из этой бизнес-ниши. Перед компанией Cray была поставлена задача построить машину с вычислительной мощностью до 41.5 Терафлопс[2]. Так же одним из условий было использование коммерчески доступных процессоров.

Компания Cray выбрала для суперкомпьютера процессоры Opteron компании AMD, так как набор инструкций этих процессоров совпадал с набором инструкций x86 процессоров Intel, использовавшихся в ASCI Red, и следовательно не требовалось переписывать программное обеспечение, операционную систему, компиляторы и библиотеки под новый процессор. Помимо этого Opteron имел 64-битное расширение архитектуры x86 и значит позволял приложениям использовать 64-битную адресацию; также особенности конструкции процессора позволяли ему быстро работать с памятью и сильно экономить на потреблении электроэнергии.

Для будущего суперкомпьютера было построено отдельное здание The Super Computer Annex, а для охлаждающего оборудования — пристройку The Computer Utility Building[3]. Запуск компьютера состоялся в ноябре 2004 года, через 30 месяцев после подписания контракта[4].

С разрешения Сандийских лабораторий компания Cray конвертировала разработки для Red Storm в коммерческий продукт и представила его в 2004 году под названием Cray XT3, успешно продав потом 15 экземпляров этой платформы различным правительственным ведомствам США, а также другим организациям в Канаде, Великобритании, Швейцарии и Японии[5]. Платформа Cray XT3 в дальнейшем была развита в нескольких поколениях, последними из которых являются ветки Cray XE6 и Cray XK7.

Технические характеристикиПравить

ASC Red Storm представлял собой суперкомпьютер с массово-параллельной архитектурой и разделенной памятью (DM-MIMD). В первом варианте установки Red Storm состоял из 10 880 процессоров Opteron с тактовой частотой 2 ГГц, из которых только 10 368 были отведены под научные вычисления. В каждой вычислительной стойке помимо отсека питания и охлаждения размещалось 3 отсека с платами, в каждом отсеке — 8 плат, на каждой плате — 4 процессора, в целом по 96 процессоров на каждую вычислительную стойку. Остальные 512 процессоров использовались для обслуживания суперкомпьютера, а также для предоставления пользовательского интерфейса.

Каждый узел суперкомпьютера подсоединен к двум независимым сетям: по одной передаются данные секретных исследований, по другой — несекретные. Каждый узел был оборудован специальным переключателем «Red/Black», переключающим узел между секретным («red») и несекретным («black») сегментом сети. Все узлы суперкомпьюера могут быть переведены из секретного в несекретный сегмент и обратно с соотношением 1/4, 1/2 и 3/4. Такое гибкое переключение было значительным улучшениме по сравнению с суперкомпьютером ASCI Red, который поддерживал Red/Black переключение только в соотношении 1/4 и 3/4[6].

  • процессоры: AMD Opteron
  • количество процессоров: 10 368 вычислительных + 512 обслуживающих
  • количество узлов: 10 368
  • количество стоек: 108 — вычислительных; 16 — сервисных и ввода-вывода; 16 — с переключателями «Red/Black»
  • пиковая производительность: 43,5 терафлопс
  • производительность на тексте LINPACK: 36,2 терафлопс
  • общий объём памяти: 31,2 терабайта
  • сетевое соединение: Cray SeaStar, 3-мерная сетка
  • операционная система: операционная среда Unicos, состоящая из SuSE Linux Enterprise Server[7] — на сервисных узлах, и легкого ядра Catamount — на вычислительных. Catamount — дальнейшее развитие легкого ядра Cougar, использовавшегося на суперкомпьютере ASCI Red
  • потребляемая мощность: 2 МВт
  • примерная стоимость: 90 миллионов долларов США

ASC Red Storm создавался с запасом масштабируемости и обновлялся два раза. Первый раз — в 2006 году процессоры суперкомпьютера были заменены на двух-ядерные AMD Opteron 2,4 ГГц. Был также добавлен ещё один — пятый — ряд стоек и следовательно общее число ядер системы увеличилось до 26 000, общее число стоек до 175 (135 — вычислительных, 20 сервисных и 20 — переключателей «Red/Black»). Как результат пиковая производительность суперкомпьютера возросла до 124,4 терафлопс, а на тесте LINPACK — до 101,4 терафлопс.

Второе обновление системы было произведено в 2008 году, когда компания Cray представила на рынке платформу Cray XT4: в суперкомпьютере были установлены четырёх-ядерные процессоры AMD Opteron, а для каждого ядра память была увеличена до 2 ГБ. В результате теоретическая вычислительная мощность ASC Red Storm возросла до 284 терафлопс[8].

Место суперкомпьютера ASC Red Storm в списке Top500 после каждого апгрейда:

  • ноябрь 2005: 6 место (36,19 TFLOPS)[9]
  • ноябрь 2006: 2 место (101,4 TFLOPS)[10]
  • ноябрь 2008: 10 место (204,2 TFLOPS)[11]

ASC Red Storm был списан в 2012 году.[12]

ПримечанияПравить

  1. Sandia National Laboratories and Cray Inc. finalize $90 million contract for new supercomputer
  2. Delivering Insight, 2009, p. 77.
  3. Red Storm Infrastructure
  4. Padua, 2012, p. 458.
  5. Red Storm Rising — Sandia National Laboratories Архивная копия от 21 февраля 2013 на Wayback Machine Архивировано 21 февраля 2013 года.
  6. Red Storm Capability Computing Queuing Policy (недоступная ссылка). Дата обращения: 19 августа 2015. Архивировано 21 декабря 2016 года.
  7. Padua, 2012, p. 462.
  8. Red Storm / Cray XT4: A Superior Architecture for Scalability.
  9. Top 500 rankings for Nov 2005 (November 2005). Дата обращения: 11 августа 2009.
  10. Top 500 rankings for Nov 2006 (November 2006). Дата обращения: 11 августа 2009.
  11. Top 500 rankings for Nov 2008 (November 2008). Дата обращения: 11 августа 2009.
  12. Sandia Red Storm supercomputer exits world stage (26 июня 2012). Дата обращения: 23 марта 2014.

ЛитератураПравить

СсылкиПравить