Рішення RSC PetaStream встановило світовий рекорд обчислювальної щільності
Група компаній RSC представила своє надщільного рішення RSC PetaStream з масивно-паралельною архітектурою і прямим рідинним охолодженням на основі нового Intel Xeon Phi 7120D, встановивши світовий рекорд обчислювальної щільності в 1,2 ПФЛОПС на одну шафу при займаній площі всього 1 квадратний метр. Таким чином, рішення RSC PetaStream стало ще на 20% продуктивніше щодо першої демонстрації цього продукту на провідній міжнародній виставці SC’13 в Денвері (США) в листопаді 2013 року, коли був встановлений попередній світовий рекорд обчислювальної щільності в 1 ПФЛОПС на одну шафу. Новий технологічний прорив РСК став можливий завдяки застосуванню в RSC PetaStream нової моделі співпроцесора Intel Xeon Phi 7120D, випущеного в березні цього року.
Один шафа RSC PetaStream містить 1 024 обчислювальних вузла на основі Intel Xeon Phi і забезпечує відвід до 400 кВт теплової потужності.
Рішення RSC PetaStream є реалізацією масивно-паралельної архітектури з використанням компонентів найвищого рівня інтеграції і унікальною системної архітектури для високопродуктивних обчислень, розробленої фахівцями RSC. Кожен вузол масивно-паралельного суперкомп'ютера є незалежним, побудований на основі 61-ядерного співпроцесора Intel Xeon Phi 7120D з 16 ГБ високошвидкісної пам'яті GDDR5 і працює під управлінням операційної системи сімейства Linux. Всі 1 024 обчислювальних вузла об'єднані між собою високошвидкісними міжз'єднаннями на базі технології Infiniband FDR, забезпечуючи надщільного продуктивне рішення з 250 000 потоків на один шафа на базі архітектури x86. Це дозволило зробити значний ривок вперед у напрямку створення суперкомп'ютерів экзафлопного діапазону, здатних забезпечувати мільйони виконуваних обчислювальних потоків в одному додатку. Вже сьогодні, маючи в своєму розпорядженні таке рішення, як RSC PetaStream, користувачі і розробники зможуть розробляти та оптимізувати програми для роботи на майбутніх системах з масивно-паралельними архітектурами та новими багатоядерними процесорами.
Рішення RSC PetaStream на основі архітектури x86, що є де-факто індустріальним стандартом у всьому світі, забезпечує захист інвестицій на розробку та оптимізацію. При створенні нового ПЗ для майбутніх обчислювальних систем розробники зможуть застосовувати існуючі моделі програмування, фактично одержуючи можливість запуску вже існуючих додатків на суперкомп'ютерах экзафлопного діапазону. У той же час, гнучкість архітектури RSC PetaStream дозволяє тестувати інноваційні моделі програмування, які можуть бути більш ефективними для экзафлопных обчислень.
На додаток до високої продуктивності додатків, яку забезпечує RSC PetaStream, це рішення дозволяє в два рази скоротити витрату електроенергії, порівняно з традиційними кластерними системами, при виконанні завдань моделювання з дуже високим рівнем паралелізму. Таким чином, користувачі мають можливість значно скорочувати витрати на експлуатацію (TCO), отримуючи при цьому лідируючу продуктивність при дуже високій компактності рішення.
Для забезпечення максимальної щільності упаковки, високої пропускної здатності вводу/виводу, а також надійності обчислень і керованості, кілька вузлів RSC PetaStream групуються в один модуль, що забезпечує вузлів рідинне охолодження, ефективне електроживлення та перетворення електроенергії, а також можливість агрегації вузлів в шафу. Модуль RSC PetaStream об'єднує до восьми вузлів на основі Intel Xeon Phi, підсистему введення-виведення, що включає серверну плату Intel S1600JP з процесором Intel Xeon E5-2600 v2, до п'яти твердотільних дисків Intel SSD серій S3500 або S3700, високошвидкісні мережеві адаптери, такі як Mellanox Connect-IB або хост-адаптери Intel True Scale.
В доповнення до 1 024 обчислювальних вузлів на основі Intel Xeon Phi, в кожну стійку RSC PetaStream може бути встановлено до 640 твердотільних накопичувачів. Управління ними здійснюється з допомогою масштабованої файлової системи, що гарантує велику кількість операцій введення/виводу в секунду і забезпечує ефективність роботи безлічі ядер в системі, а також масштабованість локальної частини файлової системи зберігання. Застосування твердотільних накопичувачів Intel серій DC S3500 і DC S3700 обумовлено високими вимогами до відмовостійкості та ресурсоємності системи зберігання.
Нове рішення RSC надає замовникам більшу гнучкість вибору типів інтерконекту за рахунок можливості підключення різних карт розширення, а також можливість вибору топології мережі і широкі можливості для побудови інноваційних систем зберігання даних у складі суперкомп'ютерного комплексу. Базовий модуль RSC PetaStream оснащений двома слотами PCIe Gen3 x16 для підключення стандартних і нестандартних карт комунікаційних інтерфейсів, що забезпечує за 4 порти Infiniband FDR або QDR, на додаток до інтегрованим 4 портів Gigabit Ethernet. Кожен модуль забезпечує високу пропускну здатність у зовнішню мережу, що перевищує 200 Гб/c, у разі використання двопортового адаптера Mellanox Connect-IB.
Технологія високоефективного прямого рідинного охолодження, розроблена RSC, перевірена часом і практикою використання замовниками компанії у багатьох реалізованих проектах з 2009 року. Її застосування забезпечує високий рівень енергоефективності, який демонструє і нове рішення RSC PetaStream. Як показують результати вимірювань на декількох експлуатованих замовниками системах RSC, середня ефективність використання електроенергії (PUE) становить 1,06. Тобто не більше 6% енергоспоживання витрачається на охолодження всієї системи. Показник PUE стає критично важливим при створенні суперкомп'ютерів экзафлопного рівня з енергоспоживанням в десятки МВт.
Обчислювальна щільність в 1,2 ПФЛОПС на займаний обсяг лише в 2,2 кубічного метра вимагає не тільки високої ефективності системи охолодження, але і високоефективної підсистеми розподілу електроживлення.
Для зручності користувачів в RSC PetaStream забезпечуються розширені програмно-апаратні функції моніторингу та управління системою з використанням інтегрованого стека ПО "РСК БазИС". В системі використовується технологія Intel Node Manager для контролю і моніторингу енергоспоживання кожного вузла, що дозволяє суперкомпьютерным центрам реалізовувати гнучкі політики для оптимізації управління енергоспоживанням, скорочуючи свої витрати на електрику і експлуатацію обчислювальних систем.
Рішення RSC PetaStream поставляється з набором програмних інструментів Intel Cluster Studio XE 2013 для операційної системи Linux, а також з набором оптимізованих бібліотек.