Blue Gene

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Blue Gene — проект массово-параллельной архитектуры, разработанный для создания нескольких суперкомпьютеров и направленный на достижение скорости обработки данных, превышающей 1 петафлопс. На данный момент успешно достигнута скорость почти в 20 петафлопс. Является совместным проектом фирмы IBM (подразделение Rochester MN и исследовательский центр Томаса Уотсона), Ливерморской национальной лаборатории, Министерства энергетики США (которое частично финансирует проект) и академических кругов. Предусмотрено четыре этапа проекта: Blue Gene/L, Blue Gene/C, Blue Gene/P и Blue Gene/Q.

Проект был награждён Национальной Медалью США в области технологий и инноваций 18 сентября 2009 года. Президент Барак Обама вручил награду 7 октября 2009.[1]

Blue Gene/L[править | править исходный текст]

Blue Gene/L — это первый компьютер серии IBM Blue Gene, разработанный совместно с Ливерморской национальной лабораторией. Его теоретическая пиковая производительность составляет 360 терафлопс, а реальная производительность, полученная на тесте Linpack, около 280 терафлопс. После апгрейда в 2007 году реальная производительность увеличилась до 478 терафлопс при пиковой производительности в 596 терафлопс.

В ноябре 2006 года 27 компьютеров из списка TOP500 имели архитектуру Blue Gene/L.

Фотографии Blue Gene/L[править | править исходный текст]

Blue Gene/P[править | править исходный текст]

26 июня 2007 года IBM представила Blue Gene/P, второе поколение суперкомпьютеров Blue Gene. Разработан для работы с пиковой производительностью в 1 петафлопс. Blue Gene/P может быть сконфигурирован для достижения пиковой производительности более, чем 3 петафлопса. Кроме того, он в семь раз более энергетически эффективен чем любые другие суперкомпьютеры. Blue Gene/P выполнен с использованием большого числа небольших, маломощных чипов, связывающихся через пять специализированных сетей.

Архитектура[править | править исходный текст]

Каждый чип Blue Gene/P состоит из четырёх процессорных ядер PowerPC 450 с тактовой частотой 850 МГц. Чип, 2 или 4 ГБ оперативной памяти и сетевые интерфейсы образуют вычислительный узел суперкомпьютера. 32 вычислительных узла объединяются в карту (Compute Node card), к которой можно подсоединить от 0 до 2 узлов ввода-вывода. Системная стойка вмещает в себя 32 таких карты.

Конфигурация Blue Gene/P с пиковой производительностью 1 петафлопс представляет собой 72 системные стойки, содержащие 294,912 процессорных ядер, объединённых в высокоскоростную оптическую сеть. Конфигурация Blue Gene/P может быть расширена до 216 стоек с общим числом процессорных ядер 884,736, чтобы достигнуть пиковую производительность в 3 петафлопса. В стандартной конфигурации системная стойка Blue Gene/P содержит 4,096 процессорных ядер.[2]

Blue Gene/P в мире[править | править исходный текст]

  • 12 ноября 2007 года в Германии начала работать первая система под названием JUGENE с 65536 процессорами, в Исследовательском центре Юлих, с вычислительной мощностью в 167 терафлопс[3][4]. Он стал самым быстрым суперкомпьютером в Европе и шестым во всём мире. Первой лабораторией в Соединённых Штатах, использующей Blue Gene/P, была Аргоннская национальная лаборатория. Первые стойки Blue Gene/P использовались до 2007 года. Первая установка была системой в 111-teraflop, которая имела приблизительно 32,000 процессоров, и предназначалась для научно-исследовательского общества США весной 2008.[5] Полной системе была присвоена третья строчка июньского списка Топ 500 за 2008 год.[6] С 2008 года на факультете ВМК МГУ имени М. В. Ломоносова работает суперкомпьютер IBM Blue Gene/P[7].

Фотографии Blue Gene/P[править | править исходный текст]

Blue Gene/Q[править | править исходный текст]

Blue Gene/Q — третье поколение архитектуры. Целью разработчиков стало достижение 20-петафлопсного рубежа в 2011 году. Blue Gene/Q является эволюционным продолжением архитектур Blue Gene/L и /P, работающим на более высокой частоте и потребляющей меньше энергии на один флопс производительности.

BlueGene/Q — это мультиядерная, 64-битная система на чипе, построенная по технологии PowerPC (если быть абсолютно конкретным, то это четырехтактная архитектура PowerPC A2 (англ.)). Каждый из чипов содержит 18 ядер, вместе набирающих вес в почти полтора миллиарда (1,47) транзисторов. 16 ядер используются для, собственно, вычислений, на одном работает операционная система, и, наконец последнее ядро отвечает за надежность вычислений всей системы. На частоте в 1,6 Ггц, каждый чип способен выдать 204,8 Гфлопс, потребляя мощность в 55 Ватт. Естественно, частью чипа являются и контроллеры памяти и операций ввода-вывода. Blue Gene/Q содержит 4 устройства вычислений над числами с плавающей запятой, что дает нам 4 выполненных операции за один такт на каждом ядре.

18 ядер, по утверждению сотрудников IBM, нужны для надёжности. Если на одном из ядер процессора был зафиксирован сбой, оно может быть отключено и переведено на «скамейку запасных». Собственно, обнаружение и изменение конфигурации «ошибочного» ядра может быть проведено на любом этапе производства или сборки системы — не только когда чип уже тестируется, но и на ранних этапах, например, инсталляции чипа в вычислительный кластер. В случае с Sequoia будет использоваться около 100 000 чипов, для того чтобы достичь заветных 20 петафлопс. Огромное количество процессоров делает задачу переназначения ядер очень важной: в компании IBM подсчитали, что при данном (100 тысяч) количестве чипов в суперкомпьютере каждые 3 недели в среднем будет выходить из строя 1 процессорный блок.

Также известно, что в Blue Gene/Q реализована поддержка транзакционной памяти не на программном, а аппаратном уровне. [8]

Стоимость Blue Gene/Q (при использовании коммерческих цен) оценивается The Register приблизительно в 150 млн. долларов США за каждый петафлопс.[9]

Blue Gene/Q в мире[править | править исходный текст]

Фотографии Blue Gene/Q[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Harris, Mark Obama honours IBM supercomputer. Techradar (September 18, 2009). Архивировано из первоисточника 20 марта 2012.
  2. ibm.com
  3. Supercomputing: Jülich Amongst World Leaders Again, pressebox (12 ноября 2007).
  4. YouTube: IBM Blue Gene - Juelich
  5. Curry, Jessica. Blue Gene Baby, Chicago Life (12 августа 2007).
  6. «Argonne’s Supercomputer Named World’s Fastest for Open Science, Third Overall»
  7. Пресс-конференция в МГУ
  8. Транзакционная память и многопоточность (блог компании IBM)  (рус.)
  9. http://www.theregister.co.uk/2011/11/16/ibm_bluegene_q_power_775/ "even at the $150m per peak petaflops that IBM charges for the machines in a balanced configuration with a reasonable amount of CPU and storage."
  10. Sequoia (англ.)
  11. Avoca installation - now complete
  12. Introduction to the FERMI Blue Gene/Q, for users and developers
  13. Youtube: Fermi: Cineca's Supercomputer
  14. University of Rochester Inaugurates New Era of Health Care Research
  15. YouTube: Europe's fastest computer unveiled | Journal
  16. Redirection Page | U.S. DOE Office of Science (SC)  (англ.)
  17. Training & Outreach | Argonne Leadership Computing Facility  (англ.)
  18. YouTube: Dedication of Mira supercomputer at Argonne National Laboratory
  19. 786 432 ядра суперкомпьютера IBM MIRA начали проводить моделирование ранней Вселенной
  20. Vulcan

См.также[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]

Предшественник:
Earth Simulator
Мощнейший суперкомпьютер мира
ноябрь 2004 — июнь 2008
Преемник:
Roadrunner