Петафлопсные вычисления: запуск суперкомпьютера Blue Waters

Национальный Центр Супервычислительных Приложений (NCSA) в октябре объявил о проведении дня петафлопсных вычислений в связи с вводом в строй суперкомпьютера Blue Waters.

1 000 000 000 000 000

Персонал NCSA начал отмечать день петафлопсных вычислений с проведения тура, посвященного  «петафактам», рассказывающим о том, что такое 1 петафлопс, или 10 в 15 степени флопс. Один петафлопс соответствует квадриллиону операций с плавающей точкой в секунду, именно такой производительностью обладает новый суперкомпьютер Blue Waters.

Вид на здание Национального Центра Петафлопсных Вычислений (NPCF), расположенного на территории университета штата Иллинойс, где установлен суперкомпьютер Blue Waters.

Чтобы представить себе, что такое квадриллион, можно воспользоваться следующей аналогией: квадриллион зерен кукурузы позволит засадить землю площадью 210 773 кв. км, что соответствует объему кукурузы, выращиваемому в штатах Иллинойс, Айова, Индиана, Небраска, Миннесота и Висконсин, вместе взятых. Рассмотрим другую аналогию: квадриллион ватт равен энергии, содержащейся в тысяче молний, чего вполне достаточно для нескольких путешествий на Делореане в будущее, и обратно.

Примерно за месяц до публикации очередного списка Top500 самых производительных суперкомпьютеров в мире представители NCSA заявили, что штатная производительность Blue Waters составляет 1 петафлопс, но ожидаемая пиковая производительность может достигать 11,5 петафлопс. Выпущенный в июне 2012г. список Top500 поместил на первое место SEQUOIA с производительностью 16,32 петафлопс. Мощность 11,5 петафлопс сможет гарантировать суперкомпьютеру Blue Waters место в первой пятерке списка.

Дата-центр петафлопсного класса

Национальный Центр Петафлопсных Вычислений (NPCF) был построен в рамках проекта Blue Waters в 2010г. в сотрудничестве с университетом штата Иллинойс. Оригинальный дизайн суперкомпьютера разрабатывался фирмой IBM, но в 2011 году, после задержки проекта и признания его слишком сложным для реализации, NCSA передала выполнение проекта фирме Cray. За прошедшее с того момента время NPCF получила золотой сертификат от LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) в рамках программы сертификации энергоэффективных зданий. Основным спонсором проекта Blue Waters выступил Национальный Научный Фонд (NSF). Суперкомпьютер предполагается использовать для проведения открытых научных исследований и решения масштабных задач, предполагающих использование «больших» вычислений и работу с «большими» данными.

Большие числа, «большие» данные

Оригинальный план проекта Blue Waters предполагал преодоление порога в 1 петафлопс за счет использования сотен тысяч процессорных ядер и петабайт дискового пространства. Версия суперкомпьютера в исполнении Cray состоит из более чем 300 шкафов, 25 000 узлов, 380 000 ядер, 3000 GPU от NVIDIA и 25 петабайт дискового пространства. Внушительная производительность достигается за счет использования 1,5 петабайт оперативной памяти и новой сетевой топологии 3d Torus от компании Cray.

В рамках дня петафлопсных вычислений в NCSA демонстрировались детализированные визуализации климатических процессов, а также трехмерные научные визуализации океанов, погодных процессов и галактики Млечный Путь в высоком разрешении. Ночью прошел показ фильма 1983 года «Военные игры»,  что вполне соответствовало атмосфере праздника для гиков.

Так выглядят шкафы Cray, в которых размещается новый суперкомпьютер Blue Waters. Серебристые трубы в верхней части шкафов являются частью системы жидкостного охлаждения.