На выставке International Supercomputing Conference (ISC'15) во Франкфурте-на-Майне группа компаний РСК, разработчик и интегратор инновационных решений для сегмента высокопроизводительных вычислений (HPC) и центров обработки данных (ЦОД), представила новый суперкомпьютерный центр Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ). В нем установлены суперкомпьютерные системы «Политехник РСК Торнадо» и «Политехник RSC PetaStream» с суммарной пиковой мощностью более 1,1 ПФЛОПС.
Целями создания комплекса стали повышение эффективности фундаментальных и прикладных научных исследований, которые ведет СПбПУ, за счет использования суперкомпьютерных технологий, включая создание на его базе регионального научного центра по работе с суперкомпьютерами, а также подготовка инженерных кадров, обладающих знаниями и умениями в том числе в применении СКТ для разработки наукоемкой продукции. Суперкомпьютерный центр университета - открытый, и его ресурсами смогут пользоваться не только научные структуры универститета, но и научно-исследовательские организации города и страны для решения актуальных научных проблем в механике, гидро- и аэродинамике, физике плазмы, материаловедении, электронике, биофизике и биотехнологиях, кибербезопасности.
Первый компонент - мощная кластерная система «Политехник РСК Торнадо» с прямым жидкостным охлаждением. Это первый в СНГ проект на базе новых серверных процессоров семейства Intel® Xeon® E5-2600 v3. Она состоит из 712 двухпроцессорных узлов, включающих 1424 высокопроизводительных серверных процессора Intel® Xeon® E5-2697 v3 (14 ядер в каждом с тактовой частотой 2,6 ГГц), серверные платы Intel® S2600KP и Intel® S2600WT для этого поколения процессоров, новейшие твердотельные накопители Intel® SSD DC S3500 для корпоративных ЦОД. Ресурсы этого суперкомпьютера предназначены не только для решения сложных вычислительных задач, но и для обеспечения облачных, VDI (Virtual Desktop Infrastructure) и графических сервисов. «Политехник РСК Торнадо» имеет пиковую производительность в 829 ТФЛОПС. Производительность системы в тесте LINPACK составляет 658 ТФЛОПС, что ставит ее на третье место в российском списке самых мощных суперкомпьютеров Top 50.
Второй компонент - сверхплотная массивно-параллельная система RSC PetaStream с прямым жидкостным охлаждением и пиковой производительностью 258 ТФЛОПС. Она построена на базе 60-ядерных Intel® Xeon Phi™ 5120D (в других установках используются Intel® Xeon Phi™ 7120D) и процессоров семейства Intel® Xeon® E5-2600 v2, серверных плат Intel и твердотельных накопителей Intel SSD DC S3500 для корпоративных ЦОД. «Политехник RSC PetaStream» продемонстрировала производительность 170,5 ТФЛОПС на тесте LINPACK, заняв 8-ю позицию в текущей редакции рейтинга Top 50. Отличильной особенностью PetaStream является реализация концепции массивной параллельности, обеспечивающей выполнение до 250 тысяч параллельных исполняемых потоков на 1024 вычислительных узлах архитектуры x86 в одном вычислительном шкафу на площади всего 1 кв. м. Помимо высочайшей производительности, система отличается высокой эффективностью: при выполнении задач моделирования с очень высоким уровнем распараллеливания RSC PetaStream позволяет в два раза сократить расход электроэнергии по сравнению с традиционными кластерными системами, а средняя эффективность использования электроэнергии (PUE) для системы прямого жидкостного охлаждения РСК составляет 1,06. То есть, не более 6% энергопотребления расходуется на охлаждение всей системы. Показатель PUE становится критически важным при создании суперкомпьютеров экзафлопного уровня с энергопотреблением в десятки МВт. В системе используется технология Intel® Node Manager для контроля и мониторинга энергопотребления каждого узла, а также расширенные программно-аппаратные функции мониторинга и управления системой с использованием интегрированного стека ПО «РСК БазИС», что позволяет гибко настраивать энергопотебление системы, снижая затраты на электроэнергию. Решение RSC PetaStream™ поставляется с набором программных инструментов Intel® Cluster Studio XE для операционной системы Linux, а также с набором оптимизированных библиотек.
«Политехник RSC PetaStream», установленные в СПбПУ и в Межведомственном суперкомпьютерном центре Российской Академии Наук, позволили получить новые результаты в целом ряде перспективных исследований и решении приоритетных задач фундаментальных научных дисциплин. Ученые-астрофизики из ИВМиМГ СО РАН и НГУ проводят на них моделирование астрофизических процессов, таких как столкновение галактик. Ученые ПИЯФ НИЦ КИ совместно с НИИ Гриппа и СПбПУ проводят исследования модификации вируса гриппа, потенциально пригодной для создания живой вакцины, которая имеет большую эффективность, чем мертвая, т.к. организм борется с настоящим вирусом. В Центре Intel по параллельным вычислениям (Intel Parallel Compute Center), созданного на базе Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова при технической поддержке специалистов РСК, проведено тестирование производительности программного пакета квантовой химии GAMESS (US) на массивно-параллельном суперкомпьютере RSC PetaStream. Сотрудники ИКИ РАН и Центра наблюдения Земли Национального управления океанических и атмосферных исследований США разработали высокопроизводительный алгоритм анализа мультиспектральных изображений дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в видимом и инфракрасном спектрах для исследования температурных полей и обнаружения источников горения на поверхности Земли, что позволит повысить эффективность борьбы с лесными пожарами, снижения экологического ущерба от сжигания попутного газа на нефтепромыслах, рационального использования рыбных ресурсов. Благодаря оптимзации обработку одного снимка удалось снизить с 4000 до 12 секунд на одном узле (менее 1 сек на 16). В Межведомственном суперкомпьютерном центре РАН на массивно-параллельной суперкомпьютерной системе RSC PetaStream проведено тестирование ряда приложений, связанных с прогнозом погоды. Было проведено тестирование кода Weather Research and Forecasting (WRF) – в варианте Conus 2.5 km. Код WRF разрабатывается сообществом ученых, включающем в основном коллективы из США и Великобритании, и широко используется в различных исследованиях погодных явлений, в том числе и России. В ходе замеров производительности на 32-х узлах RSC PetaStream было продемонстрировано ускорение 60% от теоретически возможного. Специалисты РСК провели миграцию на платформу RSC PetaStream модели атмосферы SL-AV, разработанной в Институте вычислительной математики имени Г.И. Марчука и Главном вычислительном центре Росгидромета. Первые замеры производительности показали хорошую распараллеливаемость выполнения программного кода – на 16-ти узлах RSC PetaStream при увеличении числа потоков в 4 раза производительность выросла более чем в три раза. Специалистами Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука проведено исследование производительности новой динамической модели океана, с поддержкой распараллеливания на основе 3-хмерной декомпозиции предметной области. Первые замеры показали ускорение более чем в 30 раз на вычислительной системе RSC PetaStream, установленной в МСЦ РАН. Эти и приведенные выше результаты свидетельствуют о большом потенциале использования RSC PetaStream для выполнения расчетов в интересах климатологии и метеорологии .
Системы «Политехник РСК Торнадо» и «Политехник RSC PetaStream» объединены в единый вычислительный комплекс в рамках СКЦ СПБПУ с помощью высокоскоростной коммутационной сети Infiniband FDR. В состав нового вычислительного комплекса СПбПУ также входит параллельная система хранения данных (СХД), построенная с помощью распределенной файловой системы Lustre, которая будет способна размещать и использовать 1 Петабайт информации, а также блочное хранилище данных для облачных сред размером в 0,5 Петабайт. Оба хранилища используют серверные технологии на основе архитектуры Intel®.
Источник: РСК