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 вики-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 вики-текст]

Blue Gene/P[править | править вики-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 вики-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 вики-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 вики-текст]

Blue Gene/Q[править | править вики-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 вики-текст]

  • Первой системой, построенной по архитектуре Blue Gene/Q, стала система Sequoia, которую разворачивали в Ливерморской национальной лаборатории с начала 2011 года и полностью ввели в эксплуатацию в июне 2012 года. Эта система рассчитывает научные программы лаборатории. Она состоит из 98.304 вычислительных узлов, содержащих 1.572.864 процессорных ядер и 1,6 Пб памяти. Располагается система в 96 стойках, потребляемая мощность составляет 6 мегаватт.[10]. В списке Top500 за ноябрь 2014 года занимает 3-е место[11]
  • июнь 2012: Avoca Victorian Life Sciences Computation Initiative, Австралия[12]
  • июнь 2012: суперкомпьютер Fermi в суперкомпьютерном центре CINECA в г.Болонья, Италия[13][14]
  • август 2012: Рочестерский университет, США[15]
  • июнь 2013: суперкомпьютер JUQUEEN в Исследовательском центре Юлих, Германия[16]. В списке Top500 за ноябрь 2014 года занимает 8-е место[17]
  • 1 июля 2013: суперкомпьютер Mira установлен в Аргонской национальной лаборатории в 2012 году. Он содержит около 50 тыс. вычислительных узлов (16 ядер на узел), 70 Пб дискового пространства и имеет жидкостную систему охлаждения.[18][19][20][21]. В списке Top500 за ноябрь 2014 года занимает 5-е место[22]
  • 2013 год: суперкомпьютер Vulcan в Ливерморской национальной лаборатории[23]. В списке Top500 за ноябрь 2014 года занимает 9-е место[24]

Всего из десяти самых мощных суперкомпьютеров в списке Top500 на ноябрь 2014 года 4 построены на платформе Blue Gene/Q.

Фотографии Blue Gene/Q[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-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. Карточка суперкомпьютера Sequoia на сайте top500.org
  12. Avoca installation - now complete
  13. Introduction to the FERMI Blue Gene/Q, for users and developers
  14. Youtube: Fermi: Cineca's Supercomputer
  15. University of Rochester Inaugurates New Era of Health Care Research
  16. YouTube: Europe's fastest computer unveiled | Journal
  17. Карточка суперкомпьютера JUQUEEN на сайте top500.org
  18. Redirection Page | U.S. DOE Office of Science (SC)  (англ.)
  19. Training & Outreach | Argonne Leadership Computing Facility  (англ.)
  20. YouTube: Dedication of Mira supercomputer at Argonne National Laboratory
  21. 786 432 ядра суперкомпьютера IBM MIRA начали проводить моделирование ранней Вселенной
  22. Карточка суперкомпьютера Mira на сайте top500.org
  23. Vulcan
  24. Карточка суперкомпьютера Vulcan на сайте top500.org

См.также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

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