Суперкомп’ютер Hopper - Cray XE6
Проект ТОП500 найпотужніших відомих комп’ютерних систем. Історія створення та особливості перших суперкомп’ютерів. Розвиток суперкомп’ютерної техніки в Україні. Технічні характеристики, операційна система та продуктивність суперкомп’ютера Cray XE6.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 19.06.2015 |
| Размер файла | 115,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Кафедра комп'ютерних систем та мереж
Реферат
на тему: Суперкомп'ютер Hopper - Cray XE6
Тернопіль 2014
Зміст
- Вступ
- 1. Проект ТОП500
- 2. Суперкомп'ютер
- 2.1 Перші суперкомп'ютери
- 2.2 Суперкомп'ютери в сучасному суспільстві
- 2.3 Суперкомп'ютери в Україні
- 2.4 Програмне забезпечення суперкомп'ютерів
- 2.5 Розвиток суперкомп'ютерної техніки
- 3. Hopper supercomputer -- Cray XE6
- 3.1 Cray Inc
- 3.2 Cray XE6
- 3.3 Технічні характеристики
- 3.4 Продуктивність
- 3.5 Opteron
- 3.6 Unicos
- Висновок
- Список використаних джерел
Вступ
Суперкомп'ютер -- загальний термін, який використовується для позначення класу існуючих найпотужніших комп'ютерних систем.
Суперкомп'ютери, зазвичай, використовуються при вирішенні складних наукових та інженерних задач, які вимагають виконання великої кількості математичних операцій та(чи) працюють з великими об'ємами даних.
Поняття суперкомп'ютер є відносним в часі. Потужність комп'ютерної системи оцінюється в порівнянні з існуючими на певний момент комп'ютерними системами широкого використання та рівнем розвитку технологій.
1. Проект ТОП500
Проект ТОП500 веде рейтинг та оцінює обчислювальну потужність 500 найпотужніших (не розподілених) відомих комп'ютерних систем. Проект започатковано у 1993 році і оновлює список суперкомп'ютерів двічі на рік. Перше оновлення збігається в часі з міжнародною конференцією з суперкомп'ютерів яку проводять в липні, друге оприлюднюють в листопаді під час конференції ACM/IEEE з суперкомп'ютерів.
Укладачі рейтингу прагнуть створити надійне джерело даних для відслідковування тенденції у галузі високопродуктивних обчислень та базують заміри на HPL -- системно-переносній реалізації бенчмарку LINPACK, написаному на Фортрані для комп'ютерів з розподіленою пам'яттю.
Список ТОП500 укладають Ганс Меєр з німецького університету Манхайм, Джек Донґарра з університету Теннессі, Ерік Штромаєр та Хорст Сімон з національної лабораторії NERSC/Lawrence Berkeley.
2. Суперкомп'ютер
Суперкомп'ютер -- загальний термін, який використовується для позначення класу існуючих найпотужніших комп'ютерних систем.
2.1 Перші суперкомп'ютери
Початком ери суперкомп'ютерів можна, мабуть, назвати 1976 рік, коли з'явилася перша векторна система Cray 1. Працюючи з обмеженим в той час набором додатків, Cray 1 показала настільки вражаючі порівняно зі звичайними системами результати, що заслужено отримала назву «суперкомп'ютер» і визначила розвиток всієї індустрії високопродуктивних обчислень ще довгі роки. Але більш ніж за два десятиліття спільної еволюції архітектур і програмного забезпечення на ринку з'являлися системи, характеристики яких кардинально відрізняються, тому саме поняття «суперкомп'ютер» стало багатозначним і переглядати його довелося неодноразово.
Спроби дати визначення суперкомп'ютера спираючись тільки на продуктивність призвели до необхідності постійно піднімати планку, що відокремлює його від робочої станції або навіть звичайного настільного комп'ютера. Тільки за останні 15 років норми змінювалися кілька разів. За визначенням Оксфордського словника обчислювальної техніки 1986 року, для того, щоб отримати цю горду назву, потрібно було мати продуктивність в 10 мегафлоп (мільйонів операцій з плаваючою комою в секунду). На початку 90-х була подолана відмітка 200 мегафлоп, потім 1 гігафлопа.
2.2 Суперкомп'ютери в сучасному суспільстві
У сучасному світі суперкомп'ютери стали робочим інструментом в наукових дослідженнях та інженерних розрахунках. Академік РАН Веліхов Е. П. назвав їх основною технологічною зброєю XXI ст. Необхідність у високопродуктивних обчислювальних системах зі значним обсягом пам'яті обумовлена ускладненням математичних моделей за рахунок врахування великої кількості досліджуваних факторів, використанням системного підходу в моделюванні (моделюється не один об'єкт, а одночасно група об'єктів та явищ, або середовище в цілому), реалізацією динамічної візуалізації результатів розв'язування прикладних задач та інше. Суперкомп'ютери відіграють важливу роль при розв'язуванні економічних, екологічних, біоінженерних, медичних, бюджетно-фінасових, науково-технічних, оборонних загальнодержавних та інших задач. Вони використовуються для побудови і дослідження кліматичних моделей, прогнозування змін в атмосфері та гідросфері Землі, моделювання побудови білка з амінокислот, аналізу результатів діагностики захворювань людини, розробки нових ліків, проектування нових матеріалів, у генетичному моделюванні тощо, тобто там де для успішного вирішення вагомих прикладних задач і досягнення якісно нових результатів потрібні комп'ютери з надзвичайно високою продуктивністю.
2.3 Суперкомп'ютери в Україні
Станом на листопад 2013 року, найпотужнішим суперкомп'ютером в Україні є система М-12, створена в компанії «М-Платформа». Швидкодія М-12 становить 10,2 ПФлопс (тис. трлн. операцій на секунду з 64-бітними числами з плаваючою комою). В даний час М-12 -- дослідницький прототип, йде робота над створенням комплексу «Академік Сергій Корольов», що буде змагатися за місце в першій десятці рейтингу Топ-500.
Два українських суперкомп'ютери входять в рейтинг Топ50 найпотужніших суперкомп'ютерів СНД:
· Центр суперкомп'ютерних обчислень НТУУ «КПІ»,
· Суперкомп'ютерний обчислювальний центр (СОЦ) на базі високопродуктивних кластерних систем СКІТ Інституту кібернетики ім. В. М. Глушкова.
Центр суперкомп'ютерних обчислень НТУУ «КПІ» виконує не лише внутрішні завдання університету, але і задачі галузевих інститутів, навчальних закладів України і grid-користувачів з будь-якої точки світу. Він тісно співпрацює в цьому плані з Інститутом теоретичної фізики та Інститутом математики НАНУ, Національним космічним агентством України тощо.
Суперкомп'ютерний обчислювальний центр (СОЦ) на базі високопродуктивних кластерних систем СКІТ створений Національною академією наук України в Інституті кібернетики ім. В. М. Глушкова.
Серед задач, які розв'язуються зараз в СОЦ НАНУ, -- попередження екологічних катастроф, обробка і інтерпретація геофизичних даних для розвідки нафти і газу, моделювання і прогнозування погоди, а також наслідків шкідливих викидів в атмосферу.
СОЦ успішно розробляє багато інших, більш специфічних технологій, починаючи з пошуку оптимального розташування аварійних служб і станцій швидкої допомоги, виявлення проривів нафтопроводів і прогнозування пошкодження посівів зернових, до складних технологій протиракетної оборони, запобігання терористичним акціям, оцінки інвестиційних проектів, ринкових досліджень тощо.
Обчислювальні потужності СОЦ також використовуються іншими організаціями для проведення більш ресурсомістких розрахунків, наприклад, Інститутом молекулярної біології і генетики НАНУ.
Області застосування суперкомп'ютерів
Суперкомп'ютери використовуються в усіх сферах, де для вирішення завдання застосовується чисельне моделювання; там, де потрібен величезний обсяг складних обчислень, обробка великої кількості даних в реальному часі, або рішення задачі може бути знайдено простим перебором безлічі значень безлічі вихідних параметрів (метод Монте-Карло).
Вдосконалення методів чисельного моделювання відбувалося одночасно з удосконаленням обчислювальних машин: чим складніше були завдання, тим вище були вимоги до створюваних машин; чим швидше були машини, тим складніше були завдання, які на них можна було вирішувати. Спочатку суперкомп'ютери застосовувалися майже винятково для оборонних завдань: розрахунки з ядерної та термоядерної зброї, ядерних реакторів. Потім, у міру вдосконалення математичного апарату чисельного моделювання, розвитку знань в інших сферах науки -- суперкомп'ютери стали застосовуватися і в «мирних» розрахунках, створюючи нові наукові дисципліни, як то: чисельний прогноз погоди, обчислювальна біологія і медицина, обчислювальна хімія, обчислювальна гідродинаміка, обчислювальна лінгвістика та інш., -- де досягнення інформатики зливалися з досягненнями прикладної науки.
Математичні проблеми:
· Криптографія
· Статистика
Фізика високих енергій:
· процеси всередині атомного ядра, фізика плазми, аналіз даних експериментів, проведених на прискорювачах
· розробка і вдосконалення атомної і термоядерної зброї, управління ядерним арсеналом, моделювання ядерних випробувань
· моделювання життєвого циклу ядерних паливних елементів, проекти ядерних і термоядерних реакторів
Наука про Землю:
· прогноз погоди, стану морів і океанів
· пророкування кліматичних змін та їх наслідків
· дослідження процесів, що відбуваються в земній корі, для передбачення землетрусів і вивержень вулканів
· аналіз даних геологічної розвідки для пошуку і оцінки нафтових і газових родовищ, моделювання процесу вироблення родовищ
· моделювання розтікання річок під час паводку, розтікання нафти під час аварій
Обчислювальна біологія: фолдінг білка, розшифровка ДНК
Обчислювальна хімія та медицина: пошук і створення нових ліків
Фізика:
· газодинамика: турбіни електростанцій, горіння палива, аеродинамічні процеси для створення досконалих форм крила, фюзеляжів літаків, ракет, кузовів автомобілів
· гідродинаміка: потік рідин по трубах, по руслах річок
· матеріалознавство: створення нових матеріалів із заданими властивостями, аналіз розподілу динамічних навантажень в конструкціях, моделювання креш-тестів при конструюванні автомобілів
2.4 Програмне забезпечення суперкомп'ютерів
суперкомп'ютер hopper cray
Найбільш поширеними програмними засобами суперкомп'ютерів, також як і паралельних або розподілених комп'ютерних систем є інтерфейси програмування застосунків (API) на основі MPI і PVM, і рішення на базі відкритого програмного забезпечення, на зразок Beowulf і openMosix, що дозволяє створювати віртуальні суперкомп'ютери навіть на базі звичайних робочих станцій і персональних комп'ютерів. Для швидкого підключення нових обчислювальних вузлів до складу вузькоспеціалізованих кластерів застосовуються технології на зразок ZeroConf. Прикладом може служити реалізація рендеринга в програмному забезпеченні Shake, що постачається компанією Apple. Для об'єднання ресурсів комп'ютерів, що виконують програму Shake, досить розмістити їх у загальному сегменті локальної обчислювальної мережі.
В даний час кордону між суперкомп'ютерних і загальновживаним програмним забезпеченням сильно розмиті і продовжують розмиватися ще більше разом з проникненням технологій паралелізації і багатоядерності в процесорні пристрої персональних комп'ютерів і робочих станцій. Виключно суперкомп'ютерних програмним забезпеченням сьогодні можна назвати лише спеціалізовані програмні засоби для управління та моніторингу конкретних типів комп'ютерів, а також унікальні програмні середовища, створювані в обчислювальних центрах під «власні», унікальні конфігурації суперкомп'ютерних систем.
2.5 Розвиток суперкомп'ютерної техніки
Передові держави з усією відповідальністю відносяться до суперкомп'ютерної проблеми, так наприклад уряд Японії на 2010 р. для створення національного суперкомп'ютера виділив 253 млн доларів бюджетних грошей. Компанія ІВМ наразі працює над створенням суперкомп'ютера Blue Waters, здатного досягти продуктивності 16 петафлопс. В 2012 р. ІВМ випустили суперкомп'ютер Sequioa з потужністю 20 петафлопс. Цей комп'ютер використовується для моделювання випробувань ядерної зброї. Уже здійснено запуск суперкомп'ютерного кластера на базі IBM Blade Center з потужністю 10 терафлопс в Казахстансько-Британському технічному університеті, який в 12 редакції Тор50 посів 19 місце. Серйозні заявки зробила Білорусія. В 2019 р. очікується поява суперкомп'ютера з продуктивністю, що буде вимірюватись уже в ексафлопсах (1018операцій за секунду).
3. Hopper supercomputer -- Cray XE6
Темою мого реферату є номер 28 із списку ТОП500 - Hopper - Cray XE6.
3.1 Cray Inc
Розробкою суперкомп'ютера Cray XE6 займаєтсья компанія Cray Inc.
Cray Inc. -- американська компанія, одна з основних виробників суперкомп'ютерів. Базується в Сиэтле (штат Вашингтон).Cray Research, Inc. (CRI) була заснована в 1972 році проектувальником комп'ютерів Сеймуром Крэем, відбрунькувавшись від компанії Control Data Corporation (CDC), де Сеймур Крэй створив суперкомп'ютери CDC 6600 й CDC 7600 і розробляв наступну модель -- CDC 8600. На жаль роботи над CDC 8600 затяглися, і проект виявився невдалим. Компанія CDC паралельно розробляла ще один проект -- STAR-100, що показував всі ознаки успіху. Керівництво компанії CDC вирішило вкласти вкрай убогі засоби в проект STAR-100, а проект CDC 8600 закрити. Сеймур Крэй вирішив відокремитися від CDC, почати все з нуля в рамках своєї компанії Cray Research і розробити інший суперкомп'ютер на нових ідеях і принципах.
3.2 Cray XE6
Cray XE6 (кодова назва Baker під час розробки) - це поліпшена версія суперкомп'ютера Cray XT6, офіційно представлена 25 травня 2010 року.[1] В XE6 використається той же блейд, що й в XT6, з тими ж 8- або 12-ядерними процесорами AMD Opteron 6100 (із загальним числом в 3.072 ядра на кожну обчислювальну стійку), але замість роутера SeaStar2+, що использовались в Cray XT5 й XT6, установлений спеціалізований більше швидкий і краще масштабований роутер-чип Gemini. З його допомогою між вузлами створюється мережна топологія "3-мірний тор".
Кожен обчислювальний вузол у системі XE6 має два сокета під процесори й обладнається 32 й 64 Гб ОЗУ DDR3 SDRAM. Два вузли використаю спільно один роутер-чип Gemini.
XE6 працює під керуванням операційного середовища Cray Linux Environment версія 3. У її сполуку входить SUSE Linux Enterprise Server й Compute Node Linux від компанії Cray.
Зовнішній вигляд Cray XE6
Установлені системи
· Hopper - National Energy Research Scientific Computing Center (США)
· Hermit - High Performance Computing Center Stuttgart (Німеччина)[4]
· Academic Center for Computing and Media Studies Kyoto University (Японія)
3.3 Технічні характеристики
|
Процесор |
64-розрядні Opteron 6300 процесори серії AMD 16-ядерних; до 192 в кожній шафі 8x64 Кб L1 кеш інструкцій, 16x16 Кб L1 кеша даних, 8x2 МБ кешу L2 на ядро процесора, 2x8 МБ загальної кеш-пам'яті L3 |
|
|
Пам'ять |
32 ГБ або 64 ГБ зареєстровано SDRAM ECC DDR3 за обчислювальний вузол Пропускна здатність пам'яті до 102,4 ГБ / с на вузол |
|
|
Обчислюваний Кабінет |
3072 процесорних ядер максимальної продуктивності: до 30,7 терафлопс на корпуси системи |
|
|
Interconnect |
1 Близнюки маршрутизації та зв'язку ASIC в два обчислювальних вузлів |
|
|
48 портів комутатора на чіп Gemini (160 ГБ / с Комутаційна здатність на чіп) |
||
|
3-D тор межсоединений |
||
|
Системне адміністру- вання |
Cray система управління робочої станції Графічний та команда системного адміністрування лінія |
|
|
Вид Автономна система для системного адміністрування |
||
|
Можливість Системне програмне забезпечення відкат |
||
|
Надійність Особливості (Hardware) |
Cray Устаткування Наглядова система (HSS) з незалежним тканини 100 Мб / с управління між усіма лопатей системи і контролерів на рівні кабінету |
|
|
Повний захист ECC всього пакетного трафіку в мережі Gemini |
||
|
Резервні джерела живлення; регулятор модулі зайвим напруги |
||
|
Надлишкові шляху до всієї системної RAID |
||
|
З змінною швидкістю осьової турбореактивний з вбудованим датчиків тиску і температури |
||
|
Надійність Особливості (програмне забезпечення) |
Система HSS монітори робота всіх операційних систем ядер зберігання об'єкта Lustre файлова система цільового перемикання; Lustre сервер метаданих отказоустойчивого |
|
|
Програмне забезпечення відмовостійкості для критично важливих системних послуг, включаючи бази даних системи, служба журналирования, і пакетні підсистем NodeKARE (Вузол знань і реконфігурації) |
||
|
Операційна система |
Cray Linux Environment (компоненти включають SUSE Linux SLES11, HSS та програмне забезпечення SMW) режим надзвичайно високий рівень масштабованості (ESM) і режим кластера сумісності (СКК) |
|
|
Компілятори, бібліотеки та інструменти |
PGI компілятори, Cray компілятора навколишнього середовища, PathScale Підтримка стандарту ISO Fortran (2008) в тому числі паралельного програмування з використанням coarrays, C / C + + і СКП MPI 2.0, Cray SHMEM, інших стандартних бібліотек MPI з використанням CCM Cray Учень, Cray PAT і Cray компілятора входить в системи |
|
|
Управління завданнями |
PBS Професійна система управління завданнями Моав Адаптивна Computing System Management Suite робота Platform LSF система управління завданнями |
|
|
Зовнішній інтерфейс введення / виводу |
InfiniBand, 10 Gigabit Ethernet, Fibre Channel (FC) і Ethernet |
|
|
Дисковий ЗУ |
Повна лінійка ФК-підключених дискових масивів з підтримкою FC і SATA дисків |
|
|
Parallel File System |
Блиск, даних Віртуалізація служба дозволяє підтримка NFS, зовнішнього Lustre та інших файлових систем |
|
|
Потужність |
45-54.1 кВт (45,9 - 55,2 кВА) в шафі, в залежності від конфігурації вимог Circuit: трифазний зіркою, 100 AMP на 480/277 і 125 AMP на 400/230 (трифазний, нейтраль і земля) |
|
|
Охолодження |
З повітряним охолодженням, повітряний потік: 3000 кубічних футів в хвилину (1,41 м3 / с); споживання: нижні; вихлопних: верхня Додатковий рідини охолодження ECOphlex |
|
|
Розміри (кабінет) |
У 93 дюйма (2362 мм) х Ш 22,50 дюйма (572 мм) х Д 56.75 дюймів (1441 мм) |
|
|
Вага (максимум) |
1600 кг. в кожній шафі (725 кг) з повітряним охолодженням; 2000 кг. в кожній шафі (907 кг) з рідинним охолодженням |
|
|
Дотримання встановлених норм |
UL 60950-1, CAN / CSA - З 22.2 № 60950-1, CE знак, RoHS, WEEE |
|
|
Безпека |
FCC Class A, VCCI клас A, ICES-003, EN 50022:2006 Клас A, AS / NZS CISPR 22:2006, EN 55024: 1998 + A1: 2001 + A2: 2003 |
Нинішній етап 3 система (XE6) міститься в 30 шафах і включають в загальній складності 704 обчислювальних лез. Кожна лопать містить чотири обчислювальних вузлів, що дають у цілому 2816 обчислювальних вузлів, кожен з двома 16-ядерних процесорів AMD Opteron 2,3 ГГц Інтерлагосі процесорів. Це складає в цілому 90 112 ядер. Кожен 16-ядерний сокет з'єднаний з маршрутизацією Cray Gemini і чіп зв'язку. Кожен процесор 16-ядерні акції 16Gb пам'яті, даючи системи цілому близько 90 Tb. Теоретична пікова продуктивність системи фазового 3 складає більше 800 Тфлопс.
Є 16 леза сервіс на етапі 3, кожна з двома сокетами двоядерний процесор. Вони виступають в якості входу вузлів, контролерів для введення / виводу і для мережі.
Існує один Близнюки чіп маршрутизатор для кожного два XE вузла. Цей чіп Близнюки має 10 мережевих каналів, які використовуються для реалізації 3D-тор процесорів. Точка-точка пропускна здатність MPI є 5 ГБ / с і більше. Затримка між двома вузлами становить близько 1-1.5 мкс.
3.4 Продуктивність
Близнюки інтерконекту є серцем системи Cray xe6. Здатний десятків мільйонів повідомлень MPI в секунду, Близнюки ASIC розроблений для доповнення поточних і майбутніх масово багатоядерних процесорів.
Масштабовані Парадигми програмування
На додаток до підтримки MPI в порівнянні зі стандартною мов програмування C, C + + і Fortran, інтерконект Близнюки має прямий апаратну підтримку секціонірованной глобального адресного простору (УПУ) програмування моделей, включаючи Unified Parallel C (UPC), Со-масиву Fortran і Каплиця. Близнюки дозволяє віддалені посилання для конвеєрних в цих моделях програмування, які можуть призвести до замовлення-з-величини поліпшення продуктивності в порівнянні з моделями бібліотека передачі повідомлень на базі.
Масштабованість програмного забезпечення
Система поставляється Cray xe6 з Cray Linux Environment ™ (CLE), набір програмного забезпечення високої продуктивності в тому числі SUSE ™ Linux-подібної операційної системи, призначеної для запуску великих і складних додатків і масштаб більше 1 млн. процесорних ядер.
Масштабовані обчислювальні вузли
Кожна лопать Cray XE6 включає в себе чотири обчислювальних вузлів для високої масштабованості в малою площею - до 96 процесорних ядер на блейд або 2304 процесорних ядер в шафі. Кожен обчислювальний вузол має два 6300 процесорів серії AMD Opteron ™ (16 основних) в поєднанні з власною пам'яттю і інтерфейсом зв'язку Близнюків.
Масштабованість введення / виведення
Підсистема Cray XE6 введення / виведення масштабується для задоволення потреби в смузі пропускання навіть найбільш насичених даними додатків. Знову розроблені леза сервіс Cray XIO забезпечують чотири вузли введення / виводу, кожен з яких має шестиядерний Opteron серії AMD 2000 процесора в поєднанні з 16 Гб пам'яті DDR2 і інтерфейсом GEN2 PCI-Express.
Інтегрований апаратний системи телемеханіки
Обладнання Наглядова система Крея (HSS) об'єднує апаратні і програмні компоненти для забезпечення моніторингу системи, виявлення несправностей та відновлення. Незалежна система зі своїми власними процесорами управління і керуючої мережі, моніторах УСЗ і управляє всіма основні апаратні і програмні компоненти в суперкомп'ютері Cray xe6.
Cray XE6 система відмово стійкості
Особливості
Близнюки межсоединений призначена для великих систем, в яких невдачі можна очікувати і додатки повинні працювати з успішним завершенням у присутності помилок. Близнюки використовує код перевірки помилок (ECC) для захисту великих спогади і канали передачі даних у пристрої.
Адаптивна суперкомп'ютерний
Екстрім Масштаб і кластера Сумісність в одній системі системи Cray XE6 забезпечує повну гнучкість робочого навантаження. Вперше, користувачі можуть купити одну машину для запуску як з високою масштабованість користувальницький навантаження і галузевий стандарт ISV навантаження.
Підтримка інших File System і послуги з управління даними Клієнти можуть вибрати Parallel File System Lustre або інший варіант, в тому числі підключення до існуючої паралельної файлової системою. Cray даних Віртуалізація служба дозволяє проекції різних інших файлових систем (у тому числі NFS, GPFS ™, Panasas ® і StorNext ®) в обчислювальних і входу вузлів суперкомп'ютера Cray xe6.
Cray Ефективність з ECOphlex охолодження
зі стандартним повітряним або рідинним охолодженням High Efficiency кабінету і додаткового технології ECOphlex ™, система Cray XE6 може зменшити витрати на охолодження і збільшити гнучкість в проектуванні центру обробки даних.
Захист інвестицій
Cray XE6 суперкомп'ютер розроблений для простого та гнучкого модернізації і розширення, вигоди, які подовжує свою продуктивну життя - і інвестицій замовника. Як нові технології стають доступними, клієнти можуть скористатися цими обчислювальних процесорів наступного покоління, введення / виводу технології та межсоединений без заміни всієї системи Cray xe6.
3.5 Opteron
«Opteron» (укр. Оптерон; кодова назва під час розробки Sledgehammer або K8) -- перший мікропроцесор фірми AMD, заснований на 64-бітовій технології AMD64 (також званою x86-64). AMD створила цей процесор в основному для застосування на ринку серверів, тому існують варіанти Opteron для використання в системах з 1--16 процесорами.
У червні 2004 року в Top500 суперкомп'ютерів десяте місце зайняв Dawning 4000A -- китайський суперкомп'ютер побудований на процесорах Opteron, неабияка подія для AMD. У листопаді 2005 він опустився на 42 місце, у зв'язку з появою продуктивніших конкурентів. Тоді в листопадовому Top500 10 % суперкомп'ютерів було побудовано на базі процесорів AMD64 Opteron. Для порівняння, на базі процесорів IntelEM64T Xeon було побудовано 16.2 % суперкомп'ютерів.
AMD Opteron 2212
Двома важливими технологіями, втіленими в процесорі Opteron є:
· Пряма (без емуляції) підтримка 32-бітових x86 застосувань без втрати швидкості
· Пряма (без емуляції) підтримка 64-бітових x86-64 застосувань (лінійна адресація більше 4 ГБ ОЗУ)
Перша технологія примітна тим, що під час анонса процесора Opteron єдиним 64-бітовим процесором із заявленою підтримкою 32-бітових x86 застосувань був Intel Itanium. Але Itanium виконував 32-бітові застосування із значною втратою швидкості.
Друга технологія, сама по собі не так примітна, оскільки основні виробники RISC процесорів (SPARC, DEC, HP, IBM, MIPS та інші) мали 64-бітові рішення вже багато років. Але поєднання в одному продукті цих 2-х властивостей, навпаки, принесло Opteron визнання, оскільки він пропонував доступне і економічне рішення для запуску існуючих x86 застосувань з подальшим переходом на перспективніші 64-бітові обчислення.
Процесори Opteron мають інтегрований контролер пам'яті DDR SDRAM. Це дозволило істотно зменшити затримки при зверненні до пам'яті і виключити необхідність в окремому чипі північного моста на материнській платі.
Багатопроцесорні властивості
В багатопроцесорних системах (більш за один процесор Opteron на одну материнську плату), ЦПУ взаємодіють між собою з використанням архітектури Direct Connect Architecture за допомогою високошвидкісної шини HyperTransport. Кожен процесор може дістати доступ до пам'яті іншого процесора прозоро для програміста. На відміну від звичайного симетричного мультипроцесора, в Opteron використовується технологія NUMA (Non-Uniform Memory Access), коли замість виділення одного банку пам'яті для всіх ЦПУ, кожен процесор має «свою» пам'ять. Процесори Opteron безпосередньо підтримують 8-ми процесорні конфігурації, зазвичай вживані в серверах середнього рівня. Потужніші сервери використовують додаткові дорогі чіпи маршрутизації для підтримки більше 8 ЦПУ на плату.
Багатоядерні Opteron
В травні 2005 року AMD представила перший багатоядерний процесор Opteron. В наш час[Коли?] термін «багатоядерний» компанія AMD використовує для позначення «двоядерних» процесорів; у кожному процесорі Opteron розміщене 2 окремих процесорних ядра. Це фактично подвоює обчислювальну потужність доступну кожному процесорному роз'єму на материнських платах, що підтримують ці процесори. Один процесорний роз'єм може тепер забезпечувати продуктивність двох процесорів, два процесорні розніми -- чотири і так далі. Вартість материнських плат вельми істотно збільшується із збільшенням кількості встановлених на них процесорних рознімів, тому нові багатоядерні процесори тепер дозволяють будувати на базі відносних дешевих материнських плат з меншою кількістю рознімів високопродуктивні системи недоступні раніше.
3.6 Unicos
Unicos (офіційно всі букви заголовні -- UNICOS) -- назва декількох варіантів операційної системи Unix, створених компанією Cray для своїх суперкомп'ютерів. Unicos є наступною операційною системою компанії після Cray Operating System (COS). Вона забезпечувала роботу мережних кластерів і сумісність на рівні вихідного коду з деякими іншими різновидами Unix. Unicos уперше була представлена в 1985 році, як операційна система суперкомп'ютера Cray-2, а пізніше була портирована й на інші моделі Cray. Споконвічно основу Unicos становила System V.2 із численними додаваннями можливостей BSD (наприклад, розширені мережні функції й поліпшення файлової системи).
Изначально система, відома зараз як Unicos, звалася CX-OS. Це була експериментальна система, що працювала на Cray X-MP в 1984 році до портирования на Cray-2. Вона використалася для демонстрації застосовності Unix на суперкомп'ютерах, насамперед на доступному апаратному забезпеченні компанії Cray.
Обновлення операційної системи було частиною більше великого руху усередині Cray Research по модернізації програмного забезпечення пропонованого компанією, включаючи переписування її найбільш важливого продукту, компілятора Фортрану, мовою більше високого рівня (Паскаль) з більше сучасними оптимізацією й векторизацией.
Як перехідний етап для користувачів COS, що побажали перейти на Unicos, в COS була уведена функція сумісності з гостьовою операційною системою (Guest OS). При цьому єдиної, коли-небудь, що підтримувалася гостьовою операційною системою, була Unicos. Пакетне завдання COS запускало Unicos, що працювала як підсистема усередині COS, використовуючи підмножину системних ЦПУ, пам'яті й периферійних пристроїв. Unicos, що працювала під COS, була в точності такої ж, як якби вона була автономною системою. Відмінності були тільки в тім, що ядро системи здійснювало певні низкоуровневые запити до апаратного забезпечення через перехоплювач гостьовий ОС в COS, а не прямо до апаратур.
Одїм з місць, що працювали із самими ранніми версіями Unicos, були Bell Labs, де піонери Unix, включаючи Денниса Ритчи, портировали під Unicos частини їхньої Восьмої редакції Unix, включаючи потоковий ввід-висновок. Вони також експериментували з гостьовими можливостями Unicos, дозволяючи автономної версії системи бути основний для самої себе.
Висновок
Cray XE6 - це поліпшена версія суперкомп'ютера Cray XT6, офіційно представлена 25 травня 2010 року. В XE6 використається той же блейд, що й в XT6, з тими ж 8- або 12-ядерними процесорами AMD Opteron 6100 (із загальним числом в 3.072 ядра на кожну обчислювальну стійку), але замість роутера SeaStar2+, що использовались в Cray XT5 й XT6, установлений спеціалізований більше швидкий і краще масштабований роутер-чип Gemini. З його допомогою між вузлами створюється мережна топологія "3-мірний тор".
Список використаних джерел
Charles J. Murray. The Supermen: The Story of Seymour Cray and the Technical Wizards Behind the Supercomputer. -- Wiley, 1997. -- 232 p. -- ISBN 9780471048855 (англ.) -- книга о компаниях ERA, CDC, Cray Research и подробная биография Сеймура Крэя
Крэй, Сеймур -- основатель компании и главный конструктор суперкомпьютеров Cray-1 и Cray-2
Джон Роллуоген (John A. Rollwagen) -- руководитель компании Cray Research с 1977 по 1993 год
Стив Чен -- руководитель группы, создавшей многопроцессорные суперкомпьютеры Cray X-MP и Cray Y-MP. Покинул Cray Research в конце 1987 года и на деньги компании IBMосновал компанию Supercomputer Systems, которая обанкротилась в январе 1993 года.
Лез Девис (Les Davis) -- инженер, первый работник компании Cray Research со дня ее основания, правая рука Сеймура Крэя в разработке компьютеров Cray-1 и Cray-2, и «доводчик» всех продуктов компании до производственного цикла. Ушел из компании на пенсию в 1995 году.
Стив Нельсон (Steve Nelson) -- главный конструктор Cray Research после ухода Сеймура Крэя из компании в 1989 году. Создатель линейки суперкомпьютеров Cray C90
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Суперкомп'ютери в сучасному суспільстві. Області застосування суперкомп'ютерів. Програмне забезпечення суперкомп'ютерів. Технічні характеристики Hopper - Cray XE6. Масштабованість програмного забезпечення. Інтегровані апаратні системи телемеханіки.
реферат [351,5 K], добавлен 22.04.2014Cуперкомп'ютери виробництва Cray Research. Векторна обчислювальна система: регістри та арифметико-логічний пристрій. Підходи до архітектури засобів векторної обробки. Архітектура комп’ютерів Cray. Реконфігурований блэйд-сервер. Програмне забезпечення.
курсовая работа [696,0 K], добавлен 18.05.2012Загальна інформація про створення суперкомп’ютера Stampede. Аналіз прискорювача Intel Xeon Phi - карти Intel, архітектури Intel Xeon Phi, апаратної частини. Екскурсія по суперкомп’ютеру Stampede. Опис особливостей мережі. Характеристики сховища даних.
реферат [2,8 M], добавлен 19.06.2015Поняття про суперкомп’ютери та їх спеціалізація. Приклади виконання векторних операцій на мові Паскаль. Організація векторних обчислень. Векторний співпроцесор IBM 3090. Застосування конвеєрного арифметико-логічного пристрою для операцій з векторами.
реферат [22,8 K], добавлен 08.09.2011Історія виникнення квантових комп’ютерів. Структура квантових комп’ютерів та принципи роботи. Квантовий комп’ютер на ядерних спінах у кремнію. Квантовий комп’ютер на електронному спіновому резонансі в структурах Ge–Si. Надпровідниковий суперкомп’ютер.
курсовая работа [579,4 K], добавлен 15.12.2008Прискорювач Intel Xeon Phi: карти Intel у суперкоп’ютері Stampede. Архітектура Many Integrated Cores. Скріншот сесії по SSH на дослідному зразку. Апаратна частина Intel Xeon. Тепловий пакет процесора. Stampede: сховище даних. Додаткові вузли збереження.
реферат [1,9 M], добавлен 22.04.2014Підвищення продуктивності мікропроцесорних систем. Основні напрями вдосконалення архітектури сучасних обчислювальних систем. Багатоядерні МП та багатопроцесорні МПС. Конвеєризація та розпаралелювання обчислень. Суперкомп'ютери - надвисоки швидкості.
лекция [408,1 K], добавлен 13.04.2008Розвиток комп’ютерної техніки. Основи інформатики. Класифікація персональних комп’ютерів. Складові частини інформатики. Інформація, її види та властивості. Кодування інформації. Структурна схема комп’ютера. Системи числення. Позиційна система числення.
реферат [36,0 K], добавлен 27.10.2003Історія створення комп’ютерних комунікацій та принципи їх побудови. Характеристика устаткування для створення комп’ютерних мереж. Поняття адресації, види протоколів, їх розвиток, комбінування та особливості використання. Стандарти бездротових мереж.
курс лекций [1,3 M], добавлен 04.06.2011Загальна характеристика навчально-наукового комп'ютерного центру. Державні норми влаштування і обладнання кабінетів комп'ютерної техніки. Створення довідкової бази про факультет комп’ютерних систем для приймальної комісії у вигляді сайту для абітурієнтів.
отчет по практике [72,0 K], добавлен 07.07.2010
