Плеяды (суперкомпьютер)
 | |
| Активный | 2008 – настоящее время |
|---|---|
| Спонсоры | Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) ,  олень |
| Операторы | НАН , ХПЕ |
| Расположение | Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА в Исследовательском центре Эймса НАСА , Моффетт-Филд, Калифорния |
| Архитектура | 158 стоек HPE/SGI Altix ICE X (11 207 узлов), 239 616 процессоров Intel Xeon, межсоединение InfiniBand FDR [1] |
| Операционная система | SUSE Linux Enterprise Сервер [2] |
| Память | 926 терабайт. |
| Хранилище | 29 петабайт (RAID) |
| Скорость | 5,95 петафлопс (длительная), 7,09 петафлопс (пиковая) |
| Рейтинг | ТОП500 : 132, ноябрь 2023 г. |
| Наследие | Третье место в рейтинге TOP500 LINPACK с производительностью 487 терафлопс, ноябрь 2008 г. |
| Веб-сайт | Домашняя страница НАН Плеяды |
Плеяды ( / ˈ p l aɪ ə d iː z , ˈ p l iː ə -/ ) — петамасштабный суперкомпьютер, расположенный в Центре передовых суперкомпьютеров НАСА (NAS) НАСА в Исследовательском центре Эймса , расположенном на Моффетт-Филд недалеко от Маунтин-Вью , Калифорния . [3] Он поддерживается НАСА и партнерами Hewlett Packard Enterprise (ранее Silicon Graphics International ) и Intel .
По состоянию на ноябрь 2019 года он занимает 32-е место среди самых мощных компьютеров в списке TOP500 с LINPACK рейтингом 5,95 петафлопс (5,95 квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду). [2] и пиковая производительность 7,09 петафлопс после последнего обновления оборудования. [4] Система служит крупнейшим суперкомпьютерным ресурсом НАСА, поддерживающим миссии в области аэронавтики , пилотируемых космических полетов , астрофизики и наук о Земле. [5]
История
[ редактировать ]
Построенный в 2008 году и названный в честь Плеяды открытого звездного скопления , суперкомпьютер дебютировал как третий по мощности суперкомпьютер в мире с производительностью 487 терафлопс. [6] Первоначально он содержал 100 стоек SGI Altix ICE 8200EX с 12 800 процессорами Intel Xeon четырехъядерными E5472 Harpertown, соединенными более чем 20 милями кабелей InfiniBand с двойной скоростью передачи данных (DDR). [7]
С добавлением еще десяти стоек с четырехъядерными процессорами X5570 Nehalem в 2009 году Pleiades заняла шестое место в рейтинге TOP500 за ноябрь 2009 года с 14 080 процессорами, работающими на 544 терафлопс. [8] В январе 2010 года ученые и инженеры NAS успешно завершили «живую интеграцию» другой стойки ICE 8200, подключив двухпортовую структуру InfiniBand новой стойки с помощью 44 оптоволоконных кабелей, в то время как суперкомпьютер все еще выполнял полную рабочую нагрузку, сэкономив 2 миллиона часов производительность, которая в противном случае была бы потеряна. [9]
Еще одно расширение в 2010 году добавило 32 новые стойки SGI Altix ICE 8400 с шестиядерными процессорами Intel Xeon X5670 Westmere , в результате чего количество процессоров достигло 18 432 (81 920 ядер в 144 стойках) с теоретической пиковой производительностью 973 терафлопс и рейтингом LINPACK 773 терафлопс. [10] НАСА также сделало упор на поддержание энергоэффективности Pleiades, увеличивая энергоэффективность с каждым расширением, так что в 2010 году он был в три раза более энергоэффективным, чем оригинальные компоненты 2008 года, которые были наиболее энергоэффективными на тот момент. Интеграция шестиядерных узлов Westmere также потребовала новой четырехскоростной передачи данных (QDR) и гибридных кабелей DDR/QDR InfiniBand, в результате чего появилась крупнейшая в мире межсетевая сеть InfiniBand с длиной кабеля более 65 миль. [10]
После того, как в 2011 году были добавлены еще 14 стоек ICE 8400 с процессорами Westmere, Pleiades заняла седьмое место в списке TOP500 в июне того же года с рейтингом LINPACK 1,09 петафлопс, или 1,09 квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду. [11]
Оптоволоконные кабели InfiniBand DDR и QDR используются для соединения всех узлов друг с другом, а также с системами хранения данных на NAS и системой визуализации гиперстена, создавая сеть, состоящую из более чем 65 миль фабрики InfiniBand, крупнейшей подобного рода в мире. Плеяды построены в частичной топологии 11-мерного гиперкуба, где каждый узел имеет одиннадцать соединений с одиннадцатью другими узлами, а некоторые образуют до двенадцати соединений, образуя 12-мерный гиперкуб. [12]
В 2012 году НАСА и партнеры SGI и Intel начали работу над интеграцией 24 новых стоек Altix ICE X с восьмиядерными процессорами Intel Xeon E5-2760 Sandy Bridge для замены 27 оригинальных стоек Alitx 8200, содержащих четырехъядерные процессоры Harpertown. Благодаря расширению в общей сложности 126 720 процессорных ядер и более 233 терабайт оперативной памяти в 182 стойках доступная вычислительная мощность Pleiades увеличилась на 40 процентов. [13] Каждый новый узел Sandy Bridge имеет четыре сетевых канала, использующих кабель InfiniBand с четырнадцатью скоростями передачи данных (FDR), что обеспечивает общую пропускную способность передачи 56 гигабит (около 7 гигабайт) в секунду. [14]
В начале 2013 года началась работа над более масштабным обновлением аппаратного обеспечения Pleiades, в результате которого были удалены все исходные 4-ядерные процессоры Harpertown и добавлены 46 стоек SGI ICE X с 10-ядерными процессорами Intel Xeon E5-2680V2 (Ivy Bridge) . Когда установка была завершена в августе 2013 года, общая пиковая производительность системы увеличилась на 62% с 1,78 петафлопс до 2,87 петафлопс. [15] В период с января по апрель 2014 года система снова медленно модернизировалась, добавляя еще 29 стоек узлов Ivy Bridge и увеличивая теоретическую вычислительную мощность системы до 3,59 петафлопс. [16] Чтобы освободить место для расширения, все оставшиеся узлы системы Nehalem и 12 узлов Westmere были удалены.
В конце 2014 года дополнительные узлы Westmere были удалены, чтобы освободить место для новых процессоров Intel Xeon Haswell, в результате чего теоретическая вычислительная мощность увеличилась на один петафлопс до 4,49 петафлопс. [17] В январе 2015 года были установлены и переданы пользователям дополнительные узлы Haswell, что дало Pleiades новую пиковую теоретическую производительность обработки — 5,35 петафлопс. [4] В ходе модернизации, завершенной в июне 2016 года, все оставшиеся стойки с узлами с шестиядерными процессорами Intel Xeon X5670 (Westmere) были заменены на стойки с узлами с 14-ядерными процессорами Intel Xeon E5-2680v4 (Broadwell). Это улучшило теоретическую пиковую производительность до 7,25 петафлопс. [4]
Роль и НАСА
[ редактировать ]Pleiades является частью проекта НАСА High-End Computing Capability (HECC) и представляет собой современную технологию НАСА, отвечающую требованиям агентства к суперкомпьютерам, что позволяет ученым и инженерам НАСА проводить высокоточное моделирование и симуляцию для миссий НАСА на Земле. исследования, космическая наука, исследования в области аэронавтики, а также исследование космоса человеком и роботами. [3] [18]
Некоторые из научных и инженерных проектов, реализуемых на Плеядах, включают:
- Миссия «Кеплер» , космическая обсерватория, запущенная в марте 2009 года для поиска планет земного типа, отслеживает участок космоса, содержащий более 200 000 звезд, и делает снимки высокого разрешения каждые 30 минут. После того, как операционный центр соберет эти данные, они передаются в Плеяды для расчета размера, орбиты и местоположения планет, окружающих эти звезды. [19] По состоянию на февраль 2012 года миссия «Кеплер» обнаружила 1235 планет, 5 из которых примерно размером с Землю и вращаются вокруг «обитаемой зоны», где вода может существовать во всех трех формах (твердая, жидкая, газообразная). [20] После неудач, последовавших за отказом двух из четырех реактивных колес Кеплера, отвечающих за удержание космического корабля в правильном направлении, в 2013 году команда Кеплера перенесла весь конвейер данных на Плеяды, где продолжает анализировать кривую блеска на основе существующих данных Кеплера. . [21]
- Исследования и разработки космических ракет-носителей следующего поколения проводятся на Плеядах с использованием передовых инструментов анализа, а также моделирования и моделирования вычислительной гидродинамики (CFD) с целью создания более эффективных и доступных систем космического запуска и конструкций транспортных средств. Также были проведены исследования по снижению шума, создаваемого шасси самолета, с использованием приложения кода CFD для определения местонахождения источников шума внутри конструкций. [22]
- На Плеядах проводятся астрофизические исследования формирования галактик с целью создания моделей того, как сформировалась наша собственная галактика Млечный Путь и какие силы могли заставить ее сформировать ее характерную форму диска. [23] Плеяды также стали суперкомпьютерным ресурсом для исследования и моделирования темной материи , помогая обнаруживать гравитационно связанные «сгустки» темной материи внутри галактик в ходе одного из крупнейших когда-либо проведенных симуляций с точки зрения количества частиц. [24]
- Визуализация океанских течений Земли с использованием модели синтеза данных, созданной НАСА для проекта оценки циркуляции и климата океана (ECCO) между Массачусетским технологическим институтом и Лабораторией реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния . По данным НАСА, «синтез данных модели ECCO используется для количественной оценки роли океана в глобальном углеродном цикле , для понимания недавней эволюции полярных океанов, для мониторинга меняющихся во времени тепловых, водных и химических обменов внутри и между ними». различных компонентов системы Земли и для многих других научных приложений». [25]
Галерея
[ редактировать ]
Суперкомпьютер Pleiades, вид снаружи
Стойки на базе Pleiades Westmere. Добавление узлов Вестмир и Нехалем увеличило вычислительную мощность, доступную на Плеядах, на 170%.
Сетевое оборудование
Церемония перерезания ленточки по случаю завершения строительства оригинальной системы Плеяды в декабре 2008 года с участием представителей НАСА, SGI и Intel.
Крупный план одного ряда вычислительных шкафов, составлявших оригинальную систему на базе Харпертауна.
Хранилище TFinity
Больше шкафов
Квантовый компьютер D-Wave, расположенный в здании
Стена экранов, поддерживаемая несколькими графическими процессорами, используемая для визуализации
В популярной культуре
[ редактировать ]- В фильме 2015 года «Марсианин » астродинамик Рич Пернелл использует суперкомпьютер «Плеяды» для проверки расчетов гравитационного маневра космического корабля с целью спасения астронавта, застрявшего на Марсе. В отличие от того, что показано в фильме, для выполнения вычислений не обязательно физически присутствовать внутри стоек; для отправки заданий пользователь может подключиться из удаленного места через ssh , используя SecurID . [26]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Суперкомпьютер Плеяды» . НАСА . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Плеяды — SGI ICE X, Intel Xeon E5-2670/E5-2680v2/E5-2680v3/E5-2680v4 2,6/2,8/2,5/2,4 ГГц, Infiniband FDR» . Топ-500, список . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Фортин, Джейси (8 мая 2017 г.). «Требуются гении: НАСА призывает программистов ускорить работу своего суперкомпьютера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 мая 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Пиковая производительность суперкомпьютера Pleiades увеличена, а емкость долговременной памяти утроена» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 13 июля 2016 года. Архивировано из оригинала 19 июня 2019 года . Проверено 5 мая 2017 г.
- ^ «За кулисами компьютерной станции НАСА» . Голос Маунтин-Вью. 28 августа 2015 г.
- ^ «ТОП500 системного рейтинга Плеяды 8200» . [ТОП500].
- ^ «Суперкомпьютер НАСА входит в число самых быстрых в мире» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 18 ноября 2008 года. Архивировано из оригинала 25 августа 2019 года . Проверено 19 июня 2012 г.
- ^ «Суперкомпьютер НАСА входит в число самых быстрых в мире» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 18 ноября 2009 года. Архивировано из оригинала 25 августа 2019 года . Проверено 19 июня 2012 г.
- ^ « Живая» интеграция стойки Pleiades экономит 2 миллиона часов» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 8 февраля 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Суперкомпьютер НАСА удваивает производительность и повышает эффективность» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 2 июня 2010 года. Архивировано из оригинала 25 августа 2019 года . Проверено 19 июня 2012 г.
- ^ «Суперкомпьютер НАСА Pleiades входит в число самых быстрых в мире» . [НАСА]. Июнь 2011.
- ^ «База знаний пользователей NAS/HECC Pleiades Interconnect» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. Архивировано из оригинала 19 октября 2011 года.
- ^ «Суперкомпьютер «Плеяды» стал еще мощнее» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 19 июня 2012 года. Архивировано из оригинала 2 января 2019 года . Проверено 20 июня 2012 г.
- ^ «Обзор аппаратного обеспечения проекта HECC: процессоры Sandy Bridge» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА].
- ^ «Модернизированный суперкомпьютер НАСА «Плеяды» и перепрофилирование узлов Харпертауна» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 19 сентября 2013. Архивировано из оригинала 25 августа 2019 года . Проверено 8 января 2014 г.
- ^ «Модернизация Плеяд завершена» . [Проект НАСА по созданию высокопроизводительных вычислений].
- ^ «Суперкомпьютер НАСА Pleiades модернизирован и получил прирост в один петафлопс» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА]. 28 октября 2014 г.
- ^ «Цели миссии отдела передовых суперкомпьютеров НАСА» . [Отдел передовых суперкомпьютеров НАСА].
- ^ Закон, Джиллиан (2012). «Имитация звезд» . Мир научных вычислений . Февраль/март (22): 41–43.
- ^ «НАСА обнаружило кандидатов на планеты размером с Землю в обитаемой зоне системы шести планет» . [НАСА] Февраль 2012 г. Архивировано из оригинала 19 октября 2011 г.
- ^ «Кеплер жив: все дело в данных» . [NASA@SC13] ноябрь 2013 г.
- ^ Хоррами, Мехди Р. (2011). «Высокоточное моделирование шума шасси» . Источник HPC . Весна 2011 г. Научные вычисления: 18–22. Архивировано из оригинала 8 апреля 2014 года.
- ^ «Первый взгляд на рождение Млечного Пути» . Университет Цюриха, август 2011 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2012 г.
- ^ «Темная материя для астрофизических исследований» . [HPCwire]. 31 мая 2011 г.
- ^ «НАСА наблюдает за нашим вечным океаном» . [НАСА]. Апрель 2012 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2012 г.
- ^ «Двухэтапное подключение с использованием пароля RSA SecurID и пароля NAS — База знаний HECC» .
Внешние ссылки
[ редактировать ]