Wydarzenia

kukdm18

Prometheus i Zeus na liście TOP500

Prometheus i Zeus na liście TOP500

Po raz pierwszy w historii polskiej informatyki dwa superkomputery z jednego ośrodka znalazły się jednocześnie na prestiżowej liście TOP500 - pięciuset najszybszych superkomputerów świata. Prometheus i Zeus z ACK Cyfronet AGH to pozycja 49 i 269, a zatem Prometheus to pierwsza pięćdziesiątka listy TOP500!

Najnowsza edycja listy TOP500 została ogłoszona 13 lipca 2015 roku na konferencji ISC High Performance we Frankfurcie w Niemczech.

Prometheus – najszybszy polski superkomputer

Na 49 miejscu listy został sklasyfikowany Prometheus, nowy superkomputer o mocy obliczeniowej 1,7 PFlops (petaflopsa), obecnie najwydajniejszy w Polsce. Zbudowany przez firmę Hewlett-Packard, według założeń opracowanych przez Cyfronet jest jedną z największych instalacji tego typu na świecie i jednocześnie pierwszą w Europie, opartą o najnowszą technologię bezpośredniego chłodzenia cieczą.
Prometheus, uruchomiony w kwietniu br., składa się z ponad 1700 serwerów platformy HP Apollo 8000, połączonych superszybką siecią InfiniBand o przepustowości 56 Gbit/s. Superkomputer posiada ponad 41 tysięcy rdzeni obliczeniowych (energooszczędnych i wydajnych procesorów Intel Haswell najnowszej generacji) oraz 216 TB pamięci operacyjnej w technologii DDR4. Do Prometheusa są dołączone dwa systemy plików o łącznej pojemności 10 PB oraz o ogromnej szybkości dostępu 180 GB/s.

Dla zobrazowania szybkości pracy Prometheusa można powiedzieć, że w celu dorównania jego możliwościom, należałoby wykorzystać moc ponad 40 000 najwyższej klasy komputerów PC w najmocniejszej konfiguracji, dodatkowo połączonych superszybką siecią i zarządzanych specjalnym oprogramowaniem – mówi prof. Wiatr, Dyrektor ACK Cyfronet AGH. – Dzięki innowacyjnej technologii bezpośredniego chłodzenia cieczą, Prometheus jest jednocześnie jednym z najbardziej energooszczędnych komputerów tej klasy na świecie. Jego efektywność energetyczna dorównuje systemom największych centrów danych na świecie, takich jak Google czy Facebook. Co więcej, chłodzenie cieczą umożliwia ekstremalnie wysoką gęstość instalacji, dzięki czemu ważąca ponad 30 ton część obliczeniowa zajmuje powierzchnię tylko 13 metrów kwadratowych i mieści się zaledwie w 15 szafach. By osiągnąć te same parametry, poprzednik Prometheusa, Zeus, musiałby zajmować aż 120 szaf. Poprzednikiem Zeusa był umieszczony w 8 szafach Baribal o mocy obliczeniowej 1,5 TFlops (teraflopsa) – Prometheus zbudowany w tamtej technologii zajmowałby aż 8000 szaf – podkreśla Dyrektor Cyfronetu.

Prometheus został zainstalowany w nowoczesnej hali komputerowej Cyfronetu, specjalnie przystosowanej do jego eksploatacji. Prawidłowe funkcjonowanie superkomputera zapewniają ważne elementy infrastruktury technicznej, takie jak system gwarantowanego zasilania elektrycznego z dodatkowym agregatem prądotwórczym oraz nowoczesnymi systemami technologii klimatyzacji i gaszenia gazem.

Zeus wciąż w gronie najlepszych

Dla sympatyków Zeusa również mamy dobrą wiadomość: znalazł się on na liście TOP500 wciąż na wysokim 269 miejscu, co daje mu 5 pozycję w Polsce.
Przypomnijmy – Zeus składa się z czterech partycji dostosowanych do zdywersyfikowanych potrzeb użytkowników:

  • klasycznego klastra serwerów obliczeniowych, z wysoko wydajnymi węzłami CPU
  • klastra serwerów z dużą ilością pamięci – złożonego z tzw. „grubych" węzłów
  • zestawu serwerów wyposażonych w akceleratory GPGPU i FPGA,
  • „wirtualnego" komputera SMP z dużą ilością pamięci współdzielonej, wykorzystującego dodatkowe oprogramowanie vSMP firmy ScaleMP, które pozwala na uruchamianie się maszyn posiadających do 768 rdzeni i 6 TB pamięci RAM.

Zeus posiada aktualnie ponad 25.000 rdzeni obliczeniowych o łącznej teoretycznej mocy obliczeniowej 374 TFlops, 60 TB (terabajtów) pamięci operacyjnej RAM oraz pamięć dyskową o pojemności 2,3 PB (petabajta). Zeus zbudowany jest z ponad 1300 pojedynczych serwerów typu blade, połączonych ze sobą za pomocą szybkiej sieci Infiniband o prędkości 40 Gb/s. Część serwerów wyposażona jest w karty graficzne GPGPU firmy NVIDIA, umożliwiające wielokrotne przyspieszenie wybranych algorytmów używanych w aplikacjach naukowych. Superkomputer Zeus pracuje pod kontrolą systemu operacyjnego Scientific Linux.

Razem w służbie naukowcom z różnych dziedzin

Wykorzystanie mocy obliczeniowych Prometheusa i Zeusa przez naukowców, możliwe jest dzięki infrastrukturze PLGrid, ogólnopolskiej infrastrukturze prowadzenia badań naukowych in silico. Dedykowane środowiska obliczeniowe, tzw. gridy dziedzinowe, oraz specjalistyczne platformy informatyczne ułatwiają prowadzenie coraz bardziej złożonych problemów obliczeniowych. Modelowanie zapotrzebowania na energię, projektowanie leków i nowych materiałów, symulacje złożonych procesów technologicznych to jedynie wybrane zagadnienia badawcze z blisko trzydziestu gridów dziedzinowych infrastruktury PLGrid.

Portfolio badań naukowych realizowanych przy pomocy Zeusa, a od niedawna również Prometheusa, jest bardzo bogate. Na superkomputerach ACK Cyfronet AGH prowadzane są m. in. badania dotyczące: przewidywania przestrzennej struktury białek, nanostruktur nowoczesnych półprzewodników, układów katalitycznych o znaczeniu przemysłowym i efektywnych biosensorów. Wykonywane są również obliczenia związane z analizą zmienności galaktyk w szerokim zakresie promieniowania widma elektromagnetycznego, symulacje magnetycznego rezonansu jądrowego na potrzeby analizy strukturalnej układów molekularnych, antykropek kwantowych, modelowania funkcjonalnej i strukturalnej charakterystyki telomerów ludzkich jak i złożoności rynków finansowych.

W samym tylko roku 2014 na Zeusie wykonano niemal 8 milionów zadań o łącznym czasie obliczeń prawie 13 000 lat. Znakomita większość zadań wykonywanych jeszcze do niedawna tylko na superkomputerze Zeus jest wieloprocesorowa, co pozwala znacząco skrócić czas obliczeń. Teraz, dzięki Prometheusowi możliwe jest prowadzenie symulacji również dla tych zagadnień badawczych, dla których moc obliczeniowa Zeusa była do tej pory niewystarczająca.

Warto być użytkownikiem

Każda osoba prowadząca działalność naukową może uzyskać bezpłatny dostęp do superkomputerów Cyfronetu. Wystarczy zarejestrować się w Portalu PLGrid, wystąpić o grant obliczeniowy i określić najwygodniejszą formę dostępu czy potrzebną usługę. Superkomputery umożliwiają znaczące skrócenie czasu wykonywania obliczeń – symulacje, które przy użyciu pojedynczych komputerów zajęłyby ponad 150, 700 czy 1000 lat, tu mogą być wykonane w ciągu zaledwie kilku dni czy tygodni.

Superkomputery z Polski na liście TOP500

Oprócz Prometheusa i Zeusa w obecnej edycji listy TOP500 znalazły się także inne superkomputery z Polski. Pełne zestawienie przedstawia się następująco:

  • 49 – Prometheus, ACK Cyfronet AGH,
  • 126 – Tryton, TASK, Politechnika Gdańska,
  • 135 – BEM, WCSS, Politechnika Wrocławska,
  • 155 – Świerk Computing Centre, NCBJ, Świerk,
  • 269 – Zeus, ACK Cyfronet AGH,
  • 380 – Orion, UW,
  • 418 – BlueGene/Q, ICM, UW.

Najszybszy na świecie

Najszybszym superkomputerem na świecie jest obecnie chiński Tianhe-2 (Milky-Way-2), którego teoretyczna moc obliczeniowa przekracza 54,9 PFlops. Na liście TOP500 wyraźnie dominują superkomputery z USA (233 jednostki, 46 %). Na kolejnych miejscach znajdują się Japonia (39 jednostek, 8%), Chiny (37 jednostek, 7%), Niemcy (37 jednostek, 7%) i Wielka Brytania (31 jednostek, 6%). Polska (7 jednostek, 1%) znajduje się na 9 miejscu w rankingu krajów.