Техасский вычислительный центр

Техасский центр перспективных вычислений ( TACC ) при Техасском университете в Остине , США , — это центр передовых компьютерных исследований, который базируется на обширных вычислительных ресурсах и оказывает услуги исследователям в Техасе и по всей территории США. Миссия TACC — позволяют делать открытия, которые продвигают науку и общество посредством применения передовых компьютерных технологий. Специализируясь на высокопроизводительных вычислениях , научной визуализации , системах анализа и хранения данных , программном обеспечении, исследованиях и разработках, а также портальных интерфейсах, TACC развертывает и управляет современной вычислительной инфраструктурой, обеспечивающей исследовательскую деятельность преподавателей, сотрудников и студентов UT Austin. TACC также предоставляет консультации, техническую документацию и обучение для поддержки исследователей, использующих эти ресурсы. Сотрудники TACC проводят исследования и разработки в области приложений и алгоритмов, проектирования/архитектуры вычислительных систем, а также инструментов и сред программирования.

TACC, основанный в 2001 году, является одним из центров вычислительного мастерства в США. В рамках » (XSEDE) Национального научного фонда (NSF) проекта «Среда экстремальных научных и инженерных открытий ресурсы и услуги TACC становятся доступными национальному академическому исследовательскому сообществу. TACC расположен на территории исследовательского кампуса Джей Джей Пикла UT .

В число сотрудников TACC входят исследователи из других отделов и центров UT в Остине, из университетов Техаса, входящих в Консорциум высокопроизводительных вычислений в Техасе , а также из других университетов и правительственных лабораторий США.

Лаборатория визуализации

Проекты

Деятельность TACC в области исследований и разработок поддерживается несколькими федеральными программами, в том числе:

NSF XSEDE (ранее TeraGrid ) Программа

XSEDE, финансируемая Национальным научным фондом (NSF), представляет собой виртуальную систему, которую ученые могут использовать для интерактивного обмена вычислительными ресурсами, данными и опытом. XSEDE — это самая мощная и надежная коллекция интегрированных передовых цифровых ресурсов и услуг в мире. TACC — один из ведущих партнеров проекта XSEDE, ресурсы которого включают более одного петафлопа вычислительных мощностей и более 30 петабайт оперативного и архивного хранилища данных. В рамках проекта TACC предоставляет доступ к Ranger, Lonestar, Longhorn, Spur и Ranch посредством ежеквартальных ассигнований XSEDE. Сотрудники TACC поддерживают исследователей XSEDE по всей стране и проводят исследования и разработки, чтобы сделать XSEDE более эффективным и действенным. В партнерство XSEDE также входят: Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне, Университет Карнеги-Меллона/Университет Питтсбурга, Техасский университет в Остине, Университет Теннесси в Ноксвилле, Университет Вирджинии, Образовательный фонд Шодора, Исследовательская ассоциация юго-восточных университетов, Чикагский университет. , Калифорнийский университет Сан-Диего, Университет Индианы, Суперкомпьютерный центр Юлиха, Университет Пердью, Корнелльский университет, Университет штата Огайо, Университет Калифорнийского Беркли, Университета Райса и Национального центра атмосферных исследований. Его возглавляет Национальный центр суперкомпьютерных приложений Университета Иллинойса. XSEDE завершил официальную деятельность в качестве проекта, финансируемого Национальным научным фондом (NSF) 31 августа 2022 года. Подобные услуги теперь предоставляются в рамках последующей программы NSF «Передовая экосистема координации киберинфраструктуры: услуги и поддержка» или ACCESS.

Проект исследовательской киберинфраструктуры Техасского университета (UTRC)

Проект киберинфраструктуры исследований систем UT (UTRC) — это инициатива, которая позволяет исследователям из всех 15 учреждений системы UT получить доступ к передовой вычислительной исследовательской инфраструктуре. В рамках UTRC исследователи систем UT имеют уникальный доступ к ресурсам TACC, включая Lonestar TACC, национальный ресурс XSEDE, и Corral, высокопроизводительную систему хранения для всех типов цифровых данных.

iPlant Совместная работа

iPlant Collaborative — это пятилетний проект NSF стоимостью 50 миллионов долларов (присужден в 2008 году), в котором используются новые решения в области вычислительной науки и киберинфраструктуры для решения проблем в области наук о растениях. iPlant объединяет высокопроизводительное петамасштабное хранилище, федеративное управление идентификацией, виртуализацию по требованию и распределенные вычисления на сайтах XSEDE с помощью набора API-интерфейсов REST. Они служат основой для представления расширяемых сообществом веб-клиентов, которые позволяют сообществу специалистов по растениям выполнять сложный биоинформатический анализ в различных концептуальных областях. В сентябре 2013 года было объявлено, что NSF продлил финансирование iPlant на второй пятилетний срок с расширением охвата всех исследований в области наук о жизни, не связанных с человеком.

Партнерская программа СТАР

Программа научно-технических филиалов для исследований предлагает компаниям возможности повысить свою эффективность за счет использования компьютерных технологий TACC. В настоящее время партнерами STAR являются корпорации BP, Chevron, Dell, Green Revolution Cooling, Intel и Technip.

Портал цифровых роков

Устойчивое, открытое и простое в использовании хранилище, которое систематизирует изображения и соответствующие экспериментальные измерения различных пористых материалов, улучшает доступ к результатам анализа пористых сред для более широкого сообщества исследователей в области геонаук и инженерных наук, не обязательно имеющих подготовку в области компьютерных наук или анализа данных. и повышает производительность, научные исследования и инженерные решения, основанные на данных.

Суперкомпьютерные кластеры

Паническое бегство

Stampede был одной из самых мощных в мире машин для открытых научных исследований. Проект Stampede, финансируемый за счет гранта Национального научного фонда ACI-1134872 и созданный в партнерстве с Intel, Dell и Mellanox, был запущен в эксплуатацию в сентябре 2012 года и запущен в эксплуатацию 7 января 2013 года. Stampede включал 6400 узлов, 102 400 процессорных ядер, 205 ТБ. общий объем памяти, общий объем 14 ПБ и локальное хранилище 1,6 ПБ. Основная часть кластера состояла из 160 стоек с первичными вычислительными узлами, каждый из которых имел два 8-ядерных процессора Xeon E5-2680, сопроцессор Xeon Phi и 32 ГБ оперативной памяти. ^{[ 1 ]} Кластер также содержал 16 узлов с 32 ядрами и 1 ТБ каждый, 128 «стандартных» вычислительных узлов с графическими процессорами Nvidia Kepler K20 и другие узлы для ввода-вывода (в файловую систему Lustre ), входа в систему и управления кластером. ^{[ 2 ]} Stampede мог выполнять 9,6 квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду.

Предсерийная конфигурация Stampede ^{[ 3 ]} был назван 7-м самым быстрым суперкомпьютером в списке Top500 за ноябрь 2012 года с производительностью 2660 терафлопс. Поскольку система еще находилась в сборке, представленный тест был запущен с использованием 1875 узлов с сопроцессорами Xeon Phi и 3900 узлов без сопроцессоров Xeon Phi. ^{[ 4 ]} Для списка Top500 за июнь 2013 года тест был повторен с использованием 6006 узлов (все с сопроцессорами Xeon Phi), что обеспечило 5168 терафлопс и подвело систему на 6-е место. Эталонный показатель не был повторен для списка Top500 за ноябрь 2013 года, и Stampede снова опустился на 7-е место.

За первый год своего существования Stampede выполнил 2 196 848 заданий для 3 400 исследователей, выполнив научные вычисления за более чем 75 000 лет.

В 2019 году, после вывода из эксплуатации Stampede, Федеральная резервная система США взяла на себя ответственность за значительную часть Stampede, управляя ею как кластером под названием BigTex, используемым для крупномасштабного финансового анализа. ^{[ 5 ]} Еще одна большая часть Stampede была перепрофилирована и использована для Stampede2, преемника Stampede, в котором использовались процессоры Xeon Phi «Knights Landing» с разъемами, а не карты расширения PCIe «Knights Corner», из которых состоял Stampede. ^{[ 6 ]}

Маверик

Maverick, последнее дополнение TACC к набору передовых вычислительных систем, сочетает в себе возможности интерактивной расширенной визуализации и крупномасштабного анализа данных, а также традиционные высокопроизводительные вычисления. Недавний экспоненциальный рост размера и количества наборов цифровых данных требует новых систем, таких как Maverick, способных быстро перемещать данные и проводить расширенный статистический анализ. Maverick представляет национальному сообществу новый графический процессор NVIDIA K40 для удаленной визуализации и вычислений на графическом процессоре.

Визуализация:

132 графических процессора NVIDIA Tesla K40
Программное обеспечение для удаленной визуализации, разработанное TACC: ScoreVIS, DisplayCluster, GLuRay и другие.
Стек программного обеспечения для визуализации: Paraview, VisIT, EnSight, Amira и другие.

Данные:

132 узла памяти по 1/4 ТБ
подключен к файловой системе 20PB
Соединение Mellanox FDR InfiniBand
комплексное программное обеспечение включает в себя: MATLAB, Parallel R и многое другое.

Одинокая звезда

Lonestar, мощная, многофункциональная высокопроизводительная вычислительная машина для киберинфраструктуры и ресурс удаленной визуализации, — это название серии кластерных систем HPC в TACC.

Первая система Lonestar была построена компанией Dell и интегрирована компанией Cray с использованием серверов Dell PowerEdge 1750 и межсоединений Myrinet с пиковой производительностью 3672 гигафлопс . Обновление 2004 года увеличило количество процессоров до 1024, а пиковую скорость — до 6338 гигафлопс. Вторая итерация (Lonestar 2) в 2006 году была развернута с серверами Dell PowerEdge 1855 и Infiniband . (1300 процессоров, 2000 гигабайт памяти, пиковая производительность 8320 гигафлопс.) Позже в том же году третья итерация кластера была построена на базе серверов Dell PowerEdge 1955 года; он состоял из 5200 процессоров и памяти объемом 10,4 ТБ. Lonestar 3 вошел в список Top500 в ноябре 2006 года как 12-й по скорости суперкомпьютер с пиковой производительностью 55,5 терафлопс. ^{[ 7 ]}

В апреле 2011 года TACC объявила об очередном обновлении кластера Lonestar. Кластер Lonestar 4 стоимостью 12 миллионов долларов заменил своего предшественника 1888 блейд-серверами Dell M610 PowerEdge, каждый из которых оснащен двумя шестиядерными процессорами Intel Xeon 5600 (всего 22 656 ядер). Системное хранилище включает параллельную файловую систему Lustre емкостью 1000 ТБ и 276 ТБ локального дискового пространства вычислительного узла (146 ГБ на узел). Lonestar также предоставляет доступ к пяти узлам большой памяти (1 ТБ) и восьми узлам, содержащим два графических процессора NVIDIA, предоставляя пользователям доступ к высокопроизводительным вычислениям и возможностям удаленной визуализации соответственно. Одинокая звезда 4 ^{[ 8 ]} вошел в список Top500 в июне 2011 года как 28-й по скорости суперкомпьютер с пиковой производительностью 301,8 терафлопс.

Рейтинги Top500 различных итераций кластера Lonestar перечислены в материалах TACC, представленных в Top500. ^{[ 9 ]}

Ранчо

Долгосрочное решение для хранения данных большой емкости от TACC — это модульная библиотечная система Oracle StorageTek под названием Ranch. Ranch использует файловую систему Oracle Sun Storage Archive Manager (SAM-FS) для миграции файлов в/из ленточной архивной системы с текущей емкостью автономного хранилища 40 ПБ. Дисковый кэш Ranch построен на дисковых массивах Oracle Sun ST6540 и DataDirect Networks 9550, содержащих около 110 ТБ полезной дисковой памяти. Эти дисковые массивы управляются сервером метаданных Oracle Sun x4600 SAM-FS, который имеет 16 процессоров и 32 ГБ оперативной памяти.

Загон

Развернутый в апреле 2009 года Техасским центром перспективных вычислений для поддержки науки, ориентированной на данные, в Техасском университете, Corral состоит из 6 петабайт онлайн-диска и ряда серверов, обеспечивающих высокопроизводительное хранилище для всех типов цифровых данных. Он поддерживает базы данных MySQL и Postgres, высокопроизводительную параллельную файловую систему, доступ через Интернет и другие сетевые протоколы для хранения и извлечения данных в сложные инструменты и обратно, модели HPC и лаборатории визуализации.

Ресурсы визуализации

Для поддержки исследований, проводимых на наших высокопроизводительных вычислительных системах, TACC предоставляет передовые ресурсы визуализации и консультационные услуги, доступные как лично, так и удаленно. Эти ресурсы охватывают как аппаратное, так и программное обеспечение и включают в себя: Stallion — один из плиточных дисплеев с самым высоким разрешением в мире; Longhorn, крупнейший кластер удаленной интерактивной визуализации с аппаратным ускорением; и портал визуализации Longhorn, интернет-шлюз к кластеру Longhorn и простой в использовании интерфейс для научной визуализации.

Лаборатория визуализации

Лаборатория визуализации TACC, расположенная в POB 2.404a, открыта для всех преподавателей, студентов и сотрудников UT, а также пользователей UT Systems. Vislab включает в себя «Stallion», один из плиточных дисплеев с самым высоким разрешением в мире (см. ниже); «Лассо», 12,4-мегапиксельный мультисенсорный дисплей для совместной работы; «Bronco», оверхед-проектор Sony 4D SRX-S105 с плоским экраном, предоставляющий пользователям дисплей размером 20 футов × 11 футов с разрешением 4096 × 2160, который управляется высокопроизводительной рабочей станцией Dell и идеально подходит для ультра- визуализации и презентации высокого разрешения; «Подковы» — четыре высокопроизводительные системы Dell Precision, оснащенные многоядерными процессорами Intel и графическими технологиями NVIDIA для использования в производстве графики, визуализации и редактировании видео; «Седло», конференц-зал и небольшой конференц-зал, оснащенный коммерческими аудио- и видеовозможностями для проведения видеоконференций в формате Full HD; «Мустанг» и «Сильвер» — это дисплеи для стереоскопической визуализации, оснащенные новейшими технологиями, использующими режимы стереовыхода Samsung с частотой 240 Гц в сочетании с 55-дюймовой светодиодной панелью дисплея и которые могут использоваться для визуализации глубины в результате параллакса, генерируемого активными и пассивные стереоскопические технологии; Сетевые технологии Mellanox FDR InfiniBand для соединения этих систем на более высоких скоростях. Vislab также служит исследовательским центром по взаимодействию человека с компьютером, разработке программного обеспечения для плиточных дисплеев и консультированию по визуализации.

Жеребец

Stallion — это 328-мегапиксельная система плиточного дисплея, разрешение которой более чем в 150 раз превышает разрешение стандартного HD-дисплея. Это один из дисплеев с самым большим количеством пикселей в мире. Кластер предоставляет пользователям возможность отображать визуализации высокого разрешения на большом мозаичном дисплее 30-дюймовых мониторов Dell размером 16×5. Эта конфигурация позволяет исследовать визуализацию с чрезвычайно высоким уровнем детализации и качества по сравнению с типичным проектором с умеренным количеством пикселей. Кластер предоставляет пользователям доступ к более чем 82 ГБ графической памяти и 240 вычислительным ядрам. Эта конфигурация позволяет обрабатывать наборы данных большого масштаба и интерактивную визуализацию существенной геометрии. Доступна общая файловая система объемом 36 ТБ, позволяющая хранить наборы данных тера-масштабного размера.

Ссылки

^ Ноябрь 2012 г., Патрик Кеннеди 12. «Xeon Phi: карта Intel на основе Larrabee в суперкомпьютере TACC» . Аппаратное обеспечение Тома . Проверено 7 января 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ «Frontera System — Техасский центр передовых вычислений» . www.tacc.utexas.edu . Проверено 7 января 2021 г.
^ «Stampede — PowerEdge C8220, Xeon E5-2680 8C 2,700 ГГц, Infiniband FDR, Intel Xeon Phi SE10P — TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.
^ Подробная информация о конфигурации системы представлена на веб-сайте Top500, но только в виде загружаемых файлов Excel, например http://s.top500.org/static/lists/2012/11/TOP500_201211.xls .
^ Ириарте, Мариана (18 июня 2020 г.). «Stampede1 возрождается как BigTex, суперкомпьютер для Федеральной резервной системы» . HPCwire . Проверено 9 июля 2022 г.
^ «Stampede2 — Техасский центр передовых вычислений» . www.tacc.utexas.edu . Проверено 9 июля 2022 г.
^ «Lonestar — PowerEdge 1955, 2,66 ГГц, Infiniband — TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.
^ «Lonestar 4 — кластер Dell PowerEdge M610, Xeon 5680 3,3 ГГц, Infiniband QDR — TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.
^ «Техасский центр перспективных вычислений / Техасский университет - TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.

Внешние ссылки

30°23′25″N 97°43′32″W / 30.390205°N 97.725652°W / 30.390205; -97.725652

[1] Ноябрь 2012 г., Патрик Кеннеди 12. «Xeon Phi: карта Intel на основе Larrabee в суперкомпьютере TACC» . Аппаратное обеспечение Тома . Проверено 7 января 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[2] «Frontera System — Техасский центр передовых вычислений» . www.tacc.utexas.edu . Проверено 7 января 2021 г.

[3] «Stampede — PowerEdge C8220, Xeon E5-2680 8C 2,700 ГГц, Infiniband FDR, Intel Xeon Phi SE10P — TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.

[4] Подробная информация о конфигурации системы представлена на веб-сайте Top500, но только в виде загружаемых файлов Excel, например http://s.top500.org/static/lists/2012/11/TOP500_201211.xls .

[5] Ириарте, Мариана (18 июня 2020 г.). «Stampede1 возрождается как BigTex, суперкомпьютер для Федеральной резервной системы» . HPCwire . Проверено 9 июля 2022 г.

[6] «Stampede2 — Техасский центр передовых вычислений» . www.tacc.utexas.edu . Проверено 9 июля 2022 г.

[7] «Lonestar — PowerEdge 1955, 2,66 ГГц, Infiniband — TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.

[8] «Lonestar 4 — кластер Dell PowerEdge M610, Xeon 5680 3,3 ГГц, Infiniband QDR — TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.

[9] «Техасский центр перспективных вычислений / Техасский университет - TOP500» . top500.org . Проверено 7 января 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]