Wydarzenia

CGW'17

Kolejny awans Prometheusa

Kolejny awans Prometheusa

Po raz pierwszy w historii, polski superkomputer znalazł się na tak wysokiej, 39 pozycji w notowaniach 500 najszybszych superkomputerów na świecie. Po raz drugi, dwa superkomputery z ACK CYFRONET AGH w Krakowie znalazły się jednocześnie na liście TOP500. Najnowsza edycja listy TOP500 została ogłoszona 16 listopada 2015 r. na konferencji Supercomputing'15 w Austin, w Stanach Zjednoczonych.

Prometheus – najszybszy polski superkomputer

Na 39 miejscu listy TOP500 został sklasyfikowany Prometheus - pracujący w Cyfronecie superkomputer o mocy obliczeniowej 2,4 Pflops (petaflopsa), jest obecnie najszybszym 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 2200 serwerów platformy HP Apollo 8000, połączonych superszybką siecią InfiniBand o przepustowości 56 Gbit/s. Superkomputer posiada ponad 53 tysiące rdzeni obliczeniowych (energooszczędnych i wydajnych procesorów Intel Haswell) oraz 279 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. Prometheus jest również wyposażony w 144 karty Nvidia Tesla.

Dla zobrazowania szybkości pracy Prometheusa można powiedzieć, że w celu dorównania jego możliwościom, należałoby wykorzystać moc ponad 50 000 najwyższej klasy komputerów PC w najmocniejszej konfiguracji, dodatkowo połączonych superszybką siecią i zarządzanych specjalnym oprogramowaniem – mówi prof. Kazimierz 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 18 m2 i mieści się zaledwie w 20 szafach. By osiągnąć te same parametry, poprzednik Prometheusa, Zeus, musiałby zajmować aż 160 szaf. Poprzednikiem Zeusa był umieszczony w 8 szafach Baribal o mocy obliczeniowej 1,5 Tflops (teraflopsa) – Prometheus zbudowany w tamtej technologii zajmowałby ponad 12 000 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 klimatyzacji technologicznej i gaszenia gazem. Wykorzystanie superkomputera obejmuje:

  • analizę wyników badań,
  • symulacje numeryczne,
  • przetwarzanie danych z sieci,
  • zaawansowane wizualizacje,
  • równoległą analizę ogromnych zbiorów danych (big data).

Zeus wciąż w gronie najlepszych

Superkomputer Zeusa znalazł się na liście TOP500 wciąż na wysokim 386 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.

Parametry Zeusa to 25 468 rdzeni obliczeniowych o łącznej teoretycznej mocy obliczeniowej 374 Tflops, 60 TB (terabajtów) pamięci operacyjnej RAM oraz pamięć dyskowa 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 karty GPGPU firmy NVIDIA.

Razem w służbie naukowcom z różnych dziedzin

Wykorzystanie mocy obliczeniowych Prometheusa i Zeusa przez naukowców, możliwe jest dzięki ogólnopolskiej infrastrukturze PLGrid, przeznaczonej do prowadzenia badań naukowych in silico (z wykorzystaniem komputerów). 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 i Prometheusa jest bardzo bogate. Na superkomputerach ACK Cyfronet AGH prowadzane są np. 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. Obliczenia naukowe to nie tylko symulacje. Z krakowskich superkomputerów korzystają również międzynarodowe projekty badawcze, w realizację których zaangażowani są polscy naukowcy. Dzięki bardzo szybkiej sieci Internet Zeus i Prometheus wykorzystywane są do analizy danych naukowych eksperymentów CTA, LOFAR EPOS oraz Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERNie. Dzięki specjalistycznemu oprogramowaniu superkomputery analizują duże zbiory danych wg zadanych kryteriów oraz przygotowują zaawansowane wizualizacje.

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. Obecnie, dzięki Prometheusowi możliwe jest prowadzenie symulacji również dla niezwykle wymagających zagadnień badawczych, dla których moc obliczeniowa Zeusa była do tej pory niewystarczająca.

Zostań użytkownikiem

Każda osoba prowadząca działalność naukową może uzyskać bezpłatny dostęp do superkomputerów Cyfronetu i PLGrid. Wystarczy zarejestrować się w Portalu PLGrid, wystąpić o grant obliczeniowy i określić najwygodniejszą formę dostępu czy 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 najczęściej w ciągu zaledwie kilku dni. Korzystanie z zasobów obliczeniowych Cyfronetu i PLGrid cechuje duża prostota. W razie potrzeby, wszyscy użytkownicy mogą bezpłatnie korzystać z profesjonalnych narzędzi wsparcia – od tradycyjnej dokumentacji, poprzez szkolenia, aż po indywidualne konsultacje z ekspertami.

Superkomputery z Polski na liście TOP500

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

  • 39 – Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet AGH, Prometheus (2349 Tflops)
  • 128 – Wrocławskie Centrum Sieciowo Superkomputerowe, Bem (860 Tflops)
  • 163 – Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej, Tryton (636 Tflops)
  • 218 – Narodowe Centrum Badań Jądrowych (490 Tflops)
  • 387 – Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet AGH, Zeus (374 Tflops)

Najszybszy na świecie

Najszybszym superkomputerem na świecie jest już po raz szósty chiński Tianhe-2 (Milky-Way-2), którego teoretyczna moc obliczeniowa przekracza 54,9 Pflops. Na liście TOP500 wyraźnie dominują superkomputery z USA (199 jednostek, 40%) i Chin (109 jednostek, 22%). Na kolejnych miejscach znajdują się: Japonia (37 jednostek, 7%), Niemcy (33 jednostki, 7%) i Wielka Brytania (18 jednostek, 4%). Polska (5 jednostek, 1%) znajduje się na 10 miejscu w rankingu krajów.