Суперкомпьютер Stampede

В Техасском Центре Передовых Компьютерных Систем (TACC) установлены одни из самых мощных суперкомпьютеров в мире, в том числе Ranger с производительностью в 500 терафлопс, который в прошлом входил в десятку мощнейших суперкомпьютерных систем. TACC является частью проекта XSEDE (Среда для создания передовых научных и инженерных открытий), целью которого является предоставление исследователям доступа к суперкомпьютерным ресурсам.

В настоящее время инженеры TACC завершают установку суперкомпьютера Stampede, который будет введен в эксплуатацию в начале следующего года. Производительность системы составит 10 петафлопс. Суперкомпьютер стоимостью в $27,5 млн станет одним из наиболее мощных суперкомпьютеров, предназначенным для выполнения открытых научных исследований. В основе Stampede лежит архитектура Dell, рассчитанная на работу в гиперскалярной среде и использующая 8-ядерные процессоры Intel Xeon E5-2680. Процессоры Xeon будут обеспечивать более чем 2 петафлопс производительности. Stampede будет также использовать новые сопроцессоры Intel Xeon Phi, предназначенные для выполнения параллельных вычислений, которые будут ответственны более чем за 7 петафлопс производительности системы.

Помимо Xeon Phi, суперкомпьютер будет использовать 128 графических ускорителей следующего поколения от NVIDIA для обеспечения удаленной виртуализации. Производительность системы может вырасти до 15 петафлопс по мере установки процессоров Intel нового поколения. Еще одним поставщиком компонентов для Stampede является компания Mellanox, предоставляющая сетевое оборудование Infiniband с пропускной способностью 56Гбит/с.

Система охлаждения суперкомпьютера построена по принципу изоляции горячих зон и предполагает использование встраиваемых модулей охлаждения, что позволяет размещать оборудование с высокой плотностью до 40кВт на стойку. Система распределения питания подает напряжение 415В на стойки и 240В на сервера. Потребности в электроэнергии систем Stampede и Ranger обеспечиваются электроподстанцией мощностью в 10МВт.

Stampede позволяет ученым, обладающим достаточными навыками работы с используемым программным обеспечением, решать сложные научные проблемы с недоступной ранее степенью точности и детализации. Производительность Stampede более чем в 20 раз превысит показатели системы Ranger, которую планируется вывести из эксплуатации в феврале 2013г. после пяти лет работы.

Одним из исследователей, с нетерпением ожидающих запуска Stampede, является геофизик Омар Гаттас из Техасского Университета. Он использует предоставляемую суперкомпьютерами вычислительную мощь для детального изучения и моделирования землетрясений, а также для создания моделей, позволяющих отслеживать движение расплавленных скальных пород под поверхностью земли и их влияние на перемещение континентов.

«Stampede полностью меняет правила игры», - заявил недавно Гаттас. «Мы не просто взволнованы – нам не терпится как можно скорее начать работу на новой системе».

Создание Stampede частично финансируется Национальным Научным Фондом, и на суперкомпьютере будут проводиться исследования в самых различных областях. Распределение 90% машинного времени будет выполняться командой экспертов, рассматривающих предложения, поступающие от исследователей со всех концов страны. Остальные 10% будут распределяться руководителем TACC Джеем Боиссо.

Гаттас ожидает, что новая система будет применяться для моделирования процессов из области глобальных климатических изменений. Будут создаваться сложные модели погружения ледяных пластов в океан, приводящего к росту уровня мирового океана. Гаттас считает, что мощности Stampede будет достаточно для работы над подобными ресурсоемкими вычислительными задачами и получения более точных результатов, чем могли обеспечить предшественники Stampede. Суперкомпьютеры, подобные Stampede, в прошлом использовались для поиска лекарства от рака и изучения поведения клеток в теле человека. В последние годы на суперкомпьютерах регулярно проводятся исследования в области физики частиц, астрономии, вычислительной химии, молекулярной биологии, геологии, материаловедения и науки об атмосфере.

Боиссо утверждает, что суперкомпьютер Stampede послужит таким же мощным инструментом для совершения новых научных открытий, какими в свое время являлись микроскопы и телескопы.

«Новые технологии позволяют взглянуть на мир под другим углом», - заявил Боиссо. «Благодаря современным компьютерам, ученые могут создавать более сложные модели различных систем, начиная от крошечных клеток и заканчивая глобальными климатическими моделями. Все это дает возможность находить новые пути развития. Иногда, повышение разрешающей способности инструмента позволяет увидеть совершенно новую картину мира».

Боиссо сообщил, что новый суперкомпьютер не только обладает колоссальной производительностью, но также является сбалансированной системой, что позволяет применять его в самых различных областях науки и техники. «Ни одна система не может быть полностью универсальной», - заявил Боиссо. «Однако, мы настроили Stampede таким образом, чтобы он мог быть полезен максимальному числу исследователей».