Михаил Рыбаков
Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии
наук (МСЦ РАН) совместно с группой компаний РСК и
корпорацией Intel провели презентацию для прессы прототипа
суперкомпьютера МВС-10П (10-ти петафлопсного диапазона,
PFLOPS — квадриллион операций в секунду), с пиковой
производительностью 523,8 TFLOPS (триллионов операций в
секунду), созданного на базе инновационной архитектуры «РСК
Торнадо» с прямым жидкостным охлаждением. Это крупнейшая за
пределами США система с новейшими сопроцессорами Intel Xeon
Phi и один из первых 7-ми таких суперкомпьютеров в мире,
который на текущий момент занимает 2-ю позицию в списке
Top50 (апрель 2013 года) самых мощных суперкомпьютеров в
России и СНГ, а также 59-е место в рейтинге Top500 (ноябрь
2012 года) самых высокопроизводительных вычислительных
систем в мире.
Специально для знакомства с этой передовой суперкомпьютерной
системой и планами развития проекта МВС-10П в МСЦ РАН в
Москву прибыл Джек Донгарра, ведущий американский и мировой
эксперт в области HPC (высокопроизводительных вычислений),
один из создателей списка Top500 и самого известного
индустриального теста LINPACK.
Межведомственный Суперкомпьютерный Центр РАН (открыт в 1999
году, имеет филиалы в Санкт-Петербурге и Казани) является
одним из самых мощных суперкомпьютерных центров
коллективного пользования в России в сфере науки и
образования. Коллектив МСЦ состоит из
высококвалифицированных научных сотрудников, программистов и
инженеров. МСЦ обслуживает более чем 100 организаций, в
центре работают 181 группа исследователей, решается более
900 задач фундаментальной и прикладной направленности.
Основными задачами МСЦ являются: обеспечение научных
исследований, проводимых в институтах РАН, современными
вычислительными и телекоммуникационными ресурсами; оказание
методической помощи исследователям в использовании
высокопроизводительных вычислительных средств и современных
средств обработки информации и подготовка научных кадров
высшей квалификации; обеспечение доступа к современным
электронным библиотекам и архивам, базам и коллекциям
данных; проведение исследований по развитию системного и
прикладного математического обеспечения, а также решение
задач большой сложности.
«Новый мощный суперкомпьютер МВС-10П на базе архитектуры
«РСК Торнадо» в 3 раза увеличил производительность
вычислительного комплекса Межведомственного
суперкомпьютерного центра, позволяя достичь сразу нескольких
уникальных показателей в производительности,
энергоэффективности и управляемости технических средств, а
также обеспечивая проведение поисковых исследований на
переднем крае суперкомпьютерных дисциплин, а также решение
актуальных и фундаментальных научных проблем в рамках
Российской академии наук для развития научного и
экономического потенциала нашей страны», — подчеркнул, член
президиума РАН, директор МСЦ РАН академик Геннадий Савин.
Новый суперкомпьютер МСЦ РАН, состоящий из 208
вычислительных узлов на базе инновационной архитектуры «РСК
Торнадо» с жидкостным охлаждением, самых
высокопроизводительных моделей процессоров Intel Xeon
E5-2690 и новейших сопроцессоров Intel Xeon Phi серверных
плат Intel S2600JF и твердотельных дисков Intel SSD.
Вычислительное поле прототипа состоит из 3328 вычислительных
ядер процессоров Intel Xeon E5-2690 и 25376 ядер
сопроцессоров Intel Xeon Phi SE10X. В каждом узле
обеспечивается поддержка большого объема энергоэффективной
оперативной памяти — 64 ГБ (DDR3-1600, low voltage green
memory), что составляет 4 ГБ на каждое вычислительное ядро
Intel Xeon и суммарно 13 ТБ ОЗУ для всей системы.
Высокоскоростная сеть передачи данных основана на передовой
технологии FDR Infiniband (56 Гбит/с).
Эти передовая вычислительная система уже продемонстрировала
рекордные показатели сразу в нескольких направлениях:
Энергоэффективность
Благодаря использованию современных процессоров Intel Xeon
E5–2690 и новейших сопроцессоров Intel Xeon Phi в сочетании
с передовым жидкостным охлаждением среднегодовые затраты на
электроэнергию могут быть сокращены на 60%.
Энергоэффективность этого суперкомпьютера достигла
рекордного для России и стран СНГ уровня 1949,3 MFLOPs/Вт,
что в 5,5 раза лучше предыдущего рекорда для нашего региона,
также принадлежавшего системе на базе архитектуры «РСК
Торнадо» с жидкостным охлаждением. Новый суперкомпьютер
МВС-10П занял в ноябре 2012 года 30-ое место в мировом
рейтинге самых энергоэффективных компьютеров мира Green500,
имея лучший результат среди всех российских систем за все
время их присутствия в этом списке.
Высочайшая вычислительная плотность
Применение передовой системы жидкостного охлаждения
позволяет достичь уникальной в отрасли вычислительной
плотности 181 TFLOPS на одну стойку 80см*80см*42U или 141
TFLOPS/м3, что в 3,8 раза лучше предыдущего мирового рекорда
для х86 архитектур. Высокая вычислительная плотность
необходима для суперкомпьютеров экзафлопного диапазона
производительности, содержащих сотни вычислительных стоек с
энергопотреблением более 100 кВт каждая. Уникальный уровень
плотности, реализованный в прототипе системы МВС-10П на базе
архитектуры «РСК Торнадо», подтверждает достижимость
требуемого результата при создании столь
высокопроизводительных систем.
Снижение суммарной стоимости владения
Новый суперкомпьютер МСЦ РАН оснащен технологией гибкого
управления энергопотреблением «РСК ЭКОсистема», которая
позволяет дополнительно уменьшить суммарную стоимость
владения (ТСО) на 25%. Данная технология впервые внедрена в
суперкомпьютере МВС-10П на базе архитектуры «РСК Торнадо».
«Мы рады продемонстрировать прототип суперкомпьютера МВС-10П
в МСЦ РАН — крупнейший за пределами США вычислительный
комплекс с новейшими сопроцессорами Intel Xeon Phi.
Использование сопроцессора Intel Xeon Phi в архитектуре «РСК
Торнадо» позволило в 5,5 раз улучшить наш же рекорд по
энергоэффективности для России и стран СНГ, достигнув
значения более 1949 мегафлопс/Вт. Это стало возможным
благодаря объединению двух уникальных технологий —
энергоэффективного решения с жидкостным охлаждением на базе
архитектуры «РСК Торнадо» и применения сопроцессора Intel
Xeon Phi для построения высокопроизводительных решений,
позволив достичь на данный момент мирового рекорда
энергоэффективности для решений на архитектуре х86», —
отметил Алексей Шмелев, исполнительный директор группы
компаний РСК.
«Нам очень приятно, что суперкомпьютерный проект в МСЦ РАН
стал первым в Европе и одним из первых в мире внедрений с
использованием новейших сопроцессоров Intel Xeon Phi.
Объединение в одном проекте технологических инноваций от
РСК, МСЦ РАН и Intel позволило достичь новых прорывов в
энергоэффективности, вычислительной плотности и
производительности. Повышение производительности и улучшение
возможностей программирования суперкомпьютерных систем
являются глобальным вызовом на пути к экзафлопной эре, и для
нас большая честь участвовать в создании стратегической
российской вычислительной системы», — сказал Радж Хазра,
вице-президент корпорации Intel и генеральный директор Intel
Technical Computing Group.
Уникальные характеристики решений
Новый виток развития инновационной архитектуры «РСК Торнадо»
для создания энергоэффективных и компактных центров
обработки данных (ЦОД) и суперкомпьютерных комплексов
позволил специалистам группы компаний РСК впервые в мире
реализовать прямое жидкостное охлаждение для стандартных и
массово доступных серверных плат (различных производителей)
на базе процессоров Intel Xeon, изначально созданных для
традиционных систем с воздушным обдувом электронных
компонент, вместе с новейшими сопроцессорами Intel Xeon Phi.
Это третье поколение энергоэффективных решений РСК для
сегментов высокопроизводительных и облачных вычислений, а
также ЦОД.
Высокопроизводительные решения с высокой вычислительной
плотностью на базе архитектуры «РСК Торнадо» с жидкостным
охлаждением предназначены для решения различных задач
заказчиков. Продуктовая линейка включает: РСК микроЦОД (от
16 до 64 узлов), РСК миниЦОД (от 64 до 256 узлов) и РСК ЦОД
(более 2-х стоек с высокой плотностью до десятков PFLOPS).
Среди уникальных характеристик архитектуры «РСК Торнадо» и
решений на ее основе следует отметить следующие: до 128
х86-серверов в стандартной 42U стойке 80х80х200 см;
высокоплотный дизайн blade-серверов на основе стандартных и
массово доступных серверных плат; рекордная
энергоэффективность — показатель эффективности использования
электроэнергии PUE (Power Usage Effectiveness) достигает
рекордного для HPC-индустрии значения 1,06 (соотношение
«энергопотребление всей системы/энергопотребление
электронных компонент»). То есть не более 5,7%
энергопотребления расходуется на охлаждение всей системы;
рекордный коэффициент вычислительной эффективности достигает
96% на тесте LINPACK для новых процессоров Intel Xeon
E5-2690 (технология Intel Turbo Boost работает все время,
что обеспечивает прирост тактовой частоты до 400 МГц при
работе с тестом LINPACK); отвод более 100 кВт электроэнергии
от стойки с помощью уникальной системы жидкостного
охлаждения РСК; возможность использования самых
высокопроизводительных моделей серверных процессоров Intel с
тепловыделением 135 Вт. Например, процессора Intel Xeon
E5-2690 (2,9 ГГц, 8 ядер) и новейшего
высокопроизводительного сопроцессора Intel Xeon Phi; высокая
пиковая вычислительная мощность более 47 TFLOPS в одной
стойке на базе архитектуры Intel x86 с набором инструкций
Intel AVX и более 181 TFLOPS с использованием сопроцессоров
Intel Xeon Phi; экономическая эффективность — сокращение
эксплуатационных расходов до 60% (экономия затрат на
электроэнергию в руб. благодаря эксплуатации решения РСК);
компактность – сокращение площади ЦОД в несколько раз по
сравнению с традиционными решениями на основе воздушного
охлаждения; возможность использования ускорителей и
сопроцессоров (например, Intel Xeon Phi).
ПОДВЕРСТКА
Межведомственный Суперкомпьютерный Центр (МСЦ) создан в 1996
году совместным решением Президиума Российской академии наук
(РАН), Министерства науки и технологий Российской Федерации,
Министерства образования Российской Федерации и Российского
фонда фундаментальных исследований (РФФИ), и является
государственным научным учреждением. МСЦ РАН является
старейшим и одним из самых мощных суперкомпьютерных центров
в России в сфере науки и образования. Коллектив МСЦ состоит
из высококвалифицированных научных сотрудников,
программистов и инженеров. В настоящее время в МСЦ работают
84 сотрудника, в том числе 3 академика, 9 докторов и 19
кандидатов наук. При МСЦ работают базовые кафедры:
Московского физико-технического института (МФТИ),
Московского института электронной техники (МИЭТ),
Московского государственного технического университета
радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА), на
которых обучаются более 70 студентов.
Группа компаний РСК — ведущий в России и СНГ разработчик и
интегратор «полного цикла» суперкомпьютерных решений нового
поколения на основе архитектур корпорации Intel и передового
жидкостного охлаждения, а также целого ряда собственных
ноу-хау. Существующий потенциал компании позволяет:
создавать самые энергоэффективные решения с рекордным
показателем эффективности использования электроэнергии
(PUE), реализовать самую высокую вычислительную плотность в
индустрии на базе стандартных процессоров архитектуры x86,
использовать полностью «зеленый» дизайн, обеспечить
высочайшую надежность решения, полную бесшумность работы
вычислительных модулей, 100% совместимость и гарантированную
масштабируемость, при этом достигается беспрецедентно низкая
стоимость владения и невысокий уровень энергопотребления.
Кроме того, специалисты РСК имеют опыт разработки и
внедрения интегрированного программного стека решений для
повышения эффективности работы и прикладного использования
суперкомпьютерных комплексов: от системного ПО до
вертикально-ориентированных платформ на базе технологии
облачных вычислений.
РСК является партнером корпорации Intel по программе Intel
Technology Provider Program высшего уровня Platinum.
Производительность и масштабируемость решений на базе
архитектуры «РСК Торнадо» подтверждена сертификатом Intel
Cluster Ready.
