Антон (компьютер)
Anton — это суперкомпьютер с массовым параллелизмом, спроектированный и построенный DE Shaw Research в Нью-Йорке, впервые запущенный в 2008 году. Это система специального назначения для молекулярно-динамического (МД) моделирования белков и других биологических макромолекул. Машина Антона состоит из значительного количества специализированных интегральных схем (ASIC), соединенных между собой специализированной высокоскоростной трехмерной торической сетью . [1]
В отличие от более ранних систем специального назначения для моделирования МД, таких как MDGRAPE-3, разработанных RIKEN в Японии, Anton полностью выполняет свои вычисления на специализированных ASIC, вместо того, чтобы делить вычисления между специализированными ASIC и хост-процессорами общего назначения.
Каждый ASIC Anton содержит две вычислительные подсистемы. Большую часть расчета электростатических сил и сил Ван-дер-Ваальса выполняет высокопроизводительная подсистема взаимодействия (HTIS). [2] Эта подсистема содержит 32 глубоко конвейерных модуля, работающих на частоте 800 МГц и расположенных во многом как систолический массив . Остальные расчеты, включая силы связи и быстрые преобразования Фурье (используемые для дальнодействующей электростатики), выполняются гибкой подсистемой. общего назначения Эта подсистема содержит четыре ядра Tensilica (каждое с кэш-памятью и блокнотной памятью) и восемь специализированных, но программируемых SIMD- ядер, называемых геометрическими ядрами. Гибкая подсистема работает на частоте 400 МГц. [3]
Сеть Антона представляет собой трехмерный тор, поэтому каждый чип имеет 6 межузловых каналов с общей пропускной способностью входа и выхода 607,2 Гбит/с. Межузловой канал состоит из двух равных односторонних каналов (по одному в каждом направлении), при этом каждый односторонний канал имеет пропускную способность 50,6 Гбит/с. Каждый односторонний канал состоит из 11 полос, где полоса представляет собой дифференциальную пару проводов, передающую сигнал со скоростью 4,6 Гбит/с. Задержка на переход в сети Антона составляет 50 нс. Каждая ASIC также подключена к собственному банку DRAM, что позволяет проводить крупномасштабное моделирование. [4]
Производительность 512-узловой машины Антона составляет более 17 000 наносекунд моделируемого времени в день для системы белок-вода, состоящей из 23 558 атомов. [5] Для сравнения, MD-коды, работающие на параллельных компьютерах общего назначения с сотнями или тысячами процессорных ядер, достигают скорости моделирования до нескольких сотен наносекунд в день в одной и той же химической системе. Первая 512-узловая машина «Антон» вступила в строй в октябре 2008 года. [6] Многократный петаФЛОП , [7] Проект распределенных вычислений Folding@home достиг аналогичных совокупных временных рамок ансамблевого моделирования, сравнимых с общим временем одного непрерывного моделирования на Антоне, в частности достигнув диапазона 1,5 миллисекунды в январе 2010 года. [8]
Суперкомпьютер «Антон» назван в честь Антона ван Левенгука . [9] которого часто называют «отцом микроскопии », потому что он создал высокоточные оптические инструменты и впервые использовал их для визуализации широкого спектра организмов и типов клеток.
Описана машина АНТОН 2 с четырьмя 512 узлами, существенно увеличенной скоростью и размерностью задачи. [10]
Национальные институты здравоохранения поддержали систему ANTON для биомедицинского исследовательского сообщества в Питтсбургском суперкомпьютерном центре Университета Карнеги-Меллон и в настоящее время (20 августа) продолжают использовать систему ANTON 2.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дэвид Э. Шоу; Мартин М. Денерофф; Рон О. Дрор; Джеффри С. Каскин; Ричард Х. Ларсон; Джон К. Салмон; Клифф Янг; Брэннон Бэтсон; Кевин Дж. Бауэрс; Джек С. Чао; Майкл П. Иствуд; Джозеф Гальярдо; Дж. П. Гроссман; К. Ричард Хо; Дуглас Дж. Иерарди; Иштван Колоссвари; Джон Л. Клепейс; Тимоти Лейман; Кристин МакЛиви; Марк А. Мораес; Рольф Мюллер; Эдвард К. Прист; Ибин Шань; Йохен Шпенглер; Майкл Теобальд; Брайан Таулз; Стэнли К. Ван (июль 2008 г.). Антон, специальная машина для моделирования молекулярной динамики . Том. 51. АКМ . стр. 91–97. дои : 10.1145/1364782.1364802 . ISBN 978-1-59593-706-3 . S2CID 52827083 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помощь ) (Соответствующая статья опубликована в журнале Proceedings of the 34th Annual International Symposium on Computer Architecture (ISCA '07), Сан-Диего, Калифорния, 9–13 июня 2007 г.). - ^ Ричард Х. Ларсон; Джон К. Салмон; Рон О. Дрор; Мартин М. Денерофф; Клифф Янг; Дж. П. Гроссман; Ибин Шань; Джон Л. Клепейс; Дэвид Э. Шоу (2009). Высокопроизводительные парные точечные взаимодействия в Anton, специализированной машине для моделирования молекулярной динамики (PDF) . ИИЭЭ . ISBN 978-1-4244-2070-4 . Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2011 года . Проверено 13 января 2009 г.
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Джеффри С. Каскин; Клифф Янг; Дж. П. Гроссман; Брэннон Бэтсон; Мартин М. Денерофф; Рон О. Дрор; Дэвид Э. Шоу (2009). Гибкость Антона, специализированной машины для моделирования молекулярной динамики (PDF) . ИИЭЭ . ISBN 978-1-4244-2070-4 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 декабря 2008 г. Проверено 13 января 2009 г.
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Клифф Янг; Рон О. Дрор; Дж. П. Гроссман; Джон К. Салмон; Шоу, Дэвид Э.; Джозеф А. Банк; и др. (2009). «Пространственно распределенное 3D-БПФ размером 32x32x32 за четыре микросекунды на Антоне». Материалы конференции по высокопроизводительным вычислительным сетям, хранению и анализу . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ACM . стр. 1–11. дои : 10.1145/1654059.1654083 . ISBN 978-1-60558-744-8 . S2CID 5611246 .
- ^ «Национальный ресурс по биомедицинским суперкомпьютерам» . Архивировано из оригинала 23 мая 2010 года . Проверено 14 мая 2010 г.
- ^ Дэвид Э. Шоу; Рон О. Дрор; Джон К. Салмон; Дж. П. Гроссман; Кеннет М. Маккензи; Джозеф А. Банк; Клифф Янг; Мартин М. Денерофф; Брэннон Бэтсон; Кевин Дж. Бауэрс; Эдмонд Чоу; Майкл П. Иствуд; Дуглас Дж. Иерарди; Джон Л. Клепейс; Джеффри С. Каскин; Ричард Х. Ларсон; Крестен Линдорф-Ларсен; Пол Марагакис; Марк А. Мораес; Стефано Пиана; Ибин Шань; Брайан Таулз (2009). «Моделирование молекулярной динамики в миллисекундном масштабе на Антоне». Материалы конференции по высокопроизводительным вычислительным сетям, хранению и анализу - SC '09 (PDF) . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM . стр. 1–11. дои : 10.1145/1654059.1654099 . ISBN 978-1-60558-744-8 . S2CID 4390504 . Архивировано из оригинала (Портленд, Орегон) 23 апреля 2012 года . Проверено 20 апреля 2012 г.
- ^ Панде Групп (март 2017 г.). «Статистика клиентов по ОС» . Стэнфордский университет . Проверено 3 февраля 2012 г.
- ^ Виджай Панде (17 января 2010 г.). «Folding@home: Документ № 72: Важный новый результат для Folding@home: моделирование миллисекундного масштаба времени» . Проверено 22 сентября 2011 г.
- ^ Джон Маркофф (8 июля 2008 г.). «Геркулесов аппарат для молекулярных загадок» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 25 апреля 2010 г.
- ^ Шоу, Дэвид Э; Гроссман, JP; Банк, Джозеф; Бэтсон, Брэннон; Баттс, Дж. Адам; Чао, Джек С; Денерофф, Мартин М; Дрор, Рон О; Даже, Амос (2014). «Антон 2: повышение планки производительности и программируемости специального суперкомпьютера для молекулярной динамики». SC14: Международная конференция по высокопроизводительным вычислениям, сетям, хранению и анализу . Новый Орлеан, Луизиана: ACM . стр. 41–53. дои : 10.1109/SC.2014.9 . ISBN 978-1-4799-5499-5 . S2CID 3354876 .