Модели суперкомпьютеров СКИФ Ряда-2
Анализ суперкомпьютерных конфигураций СКИФ в рамках программы Союзного государства. Концептуальные принципы создания семейства моделей суперкомпьютеров среднего класса СКИФ Ряда 2. Их технические характеристики и описание программного обеспечения.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2018 |
| Размер файла | 285,3 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/
Модели суперкомпьютеров СКИФ Ряда-2
Введение
суперкомпьютер скиф программа
Суперкомпьютерные конфигурации СКИФ создаются в рамках программы Союзного государства СКИФ. С учетом продления срока реализации программа рассчитана на период в пять лет и включает два этапа.
На этапе 1 (2000-2002 гг.) отработаны основные концептуальные принципы и созданы суперкомпьютерные конфигурации, обеспечивающие возможность создания семейства моделей суперкомпьютеров среднего класса (модели Ряда 1) с пиковой производительностью до 300-400 миллиардов операций в секунду.
На этапе 2 (2003-2004 гг.) отрабатываются основные концептуальные принципы и создаются суперкомпьютерные конфигурации с массовым параллелизмом сверхвысокой производительности - модели суперкомпьютеров СКИФ Ряда 2 (СКИФ К-500 и СКИФ К-1000).
1. Суперкомпьютер СКИФ К-500
Кластер СКИФ К-500 (рис. 1) создан в 2003 году для отработки принципов построения моделей суперкомпьютеров СКИФ сверхвысокой производительности (триллионы операций в секунду). Создание этого кластера является качественно новым результатом, позволяющим вплотную приблизиться к терафлопному диапазону.
Рис. 1. Суперкомпьютерная конфигурация СКИФ К-500 и ее основные технические характеристики
Суперкомпьютер СКИФ К-500 представляет собой кластер из 128 процессоров Xeon с частотой 2,8 ГГц. Реальная производительность кластера в 475,3 миллиарда операций в секунду, достигнутая на тесте LinPack, стала основанием для его включения под номером 407 в 22-ой выпуск списка 500 самых производительных компьютерных систем в мире top-500 (http://www.top500.org/list/2003/11/).
Структурная схема СКИФ К-500 представлена на рис.2.
Пиковая производительность каждого узла кластера СКИФ К-500 - 11,2 Гфлопс. SCI интерфейс обеспечивает задержку при передаче сообщений в соответствии со стандартом MPI - 3 мкс, скорость обмена узел-узел - 263 Мбайт/с.
Вычислительные узлы соединяются высокоскоростной сетью SCI и образуют трехмерный тор (3D-тор) 4 х 4 х 4 (L0 x L1 x L2) - кубической структуры. Блоки по 16 узлов в отдельных шкафах соединены в двухмерный тор (2D-тор 4 х 4). 3D-тор образуется с помощью 16 колец внешних связей SCI интерфейса между соответствующими вычислительными узлами разных шкафов по линку L2.
Вспомогательный сетевой интерфейс GB Ethernet 0 предназначен для загрузки программ, данных, управления и мониторинга. Он имеет звездообразную топологию, в которой к коммутатору соединенному с управляющей ПЭВМ подключены 3 коммутатора остальных шкафов. Вычислительные узлы одного шкафа подключаются к своему коммутатору. GB Ethernet 1 предназначен для доступа из внешней локальной сети к управляющей ПЭВМ.
Дополнительная дисковая память (файловый сервер) подключена к каждому из 4-х коммутаторов отдельным GB Ethernet каналом. С управляющей ПЭВМ она связана по GB Ethernet перекрестным кабелем. Она использует технологию хранения данных RAID5 и имеет общую емкость дисковой памяти около 800 Гбайт.
Сервисная сеть RS-485 предназначена для выполнения включения/выключения электропитания вычислительного узла, аппаратного сброса узла и выполнения взаимодействия с вычислительным узлом в консольном режиме с управляющей ПЭВМ.
KVM обеспечивает подключение любого из вычислительных узлов каждого шкафа к общей клавиатуре, видеомонитору, "мыши" для сервисного обслуживания.
Программное обеспечение кластера:
- операционная система LINUX RED HAT с поддержкой SMP;
- система управления, администрирования кластером и поддержка стандарта MPI 1.2 фирмы Scali (SSP 3.0.1);
- компиляторы С, С++;
- система программирования и управления выполнением вычислений - Т-система.
2. Суперкомпьютер СКИФ К-1000
Суперкомпьютер СКИФ К-1000 создается с целью комплексной реализации принципов построения моделей суперкомпьютеров СКИФ Ряда 2 кластерного уровня с массовым параллелизмом сверхвысокой производительности (триллионы операций в секунду), включая сетевые (метакластерные) конфигурации. Суперкомпьютер СКИФ К-1000 является старшей моделью семейства СКИФ. Прогнозируется, что технические параметры суперкомпьютера СКИФ К-1000 должны обеспечивать его включение в tор-500 в 2004-2005 годах.
3. Основные технические требования к суперкомпьютеру СКИФ К-1000
Реальная производительность суперкомпьютера СКИФ К-1000 - не менее 1,1 Тфлопс.
Каждый узел кластера должен содержать двухпроцессорную системную плату SMP, микропроцессоры не ниже Opteron 2.2 GHz, дисковую подсистему, средства для подключения к системной сети и вспомогательной сети Gigabit Ethernet, и иметь следующие параметры:
- емкость основной памяти - не ниже 2,0 Гбайт;
- емкость дисковой подсистемы - не менее 80 Гбайт;
- потребляемая мощность - не более 400 ВА.
Сетевые коммутаторы Infiniband должны обеспечивать работоспособность всех серверных узлов в топологии Fat Tree с обеспечением FBB 10 Gbit/sec. Система управления вычислительными узлами должна обеспечивать для любого вычислительного узла операции включение-выключение питания, аппаратного сброса (reset), возможность организации консольного доступа к любому серверному узлу с управляющего узла на этапах: загрузки BIOS, загрузки и работы операционной системы. Теоретическая пиковая производительность вычислительного узла кластера должна быть не менее 10 Гфлопс. Дополнительная дисковая память должна быть реализована с использованием современных типовых средств файловых серверов (с применением RAID-технологии). Программное обеспечение суперкомпьютера СКИФ К-1000 включает:
- ядро OC Linux, адаптированное для работы на суперкомпьютерах семейства СКИФ;
- параллельная файловая система PVFS-SKIF;
- система очередей задач для кластерного уровня суперкомпьютеров семейства СКИФ;
- система мониторинга FLAME (Functional Active Monitoring Environment);
- распределенная программная система отладки MPI-программ (ПC TDB);
- ядро T-системы;
- компилятор TGCC языка TC;
- средство поддержки TC-режима для среды XEmacs;
- свободно распространяемые параллельные библиотеки и приложения, адаптированные для работы на суперкомпьютерах СКИФ;
Заключение
Для практического внедрения результатов программы СКИФ организован режим удаленного доступа к вычислительным ресурсам суперкомпьютерных конфигураций ОИПИ НАН Беларуси, сконцентрированных в создаваемом Национальном суперкомпьютерном центре коллективного пользования.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение понятия "суперкомпьютер". Рассмотрение особенностей программного обеспечения, производительности, сферы применения суперкомпьютеров. Принципы работы и основные характеристики SuperMUC. Фотоэкскурсия по самому быстрой информационной машине.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.04.2015Сфера применения суперкомпьютеров, процесс проникновения суперЭВМ в совершенно недоступную для них ранее коммерческую сферу. Охлаждение суперкомпьютера SuperMUC. Немецкий суперкомпьютерный центр им. Лейбница при Академии наук Баварии CyberSecurity.ru.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 26.01.2015Предварительный анализ заданного временного ряда на предмет наличия тренда. Обоснование наличия сезонности по графическому представлению одноименных элементов ряда разных лет. Применение модели для прогноза. Выбор типа остатков и корректировка модели.
контрольная работа [218,8 K], добавлен 12.09.2011Рассмотрение способов оценки скорости обработки транзакций, графических возможностей, производительности суперкомпьютеров и конфигураций Web. Описание структуры и содержания электронного учебника "Методы организации сложных экспертиз компьютерных систем".
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.11.2010Электронная вычислительная машина "БЭСМ-1" как первая ЭВМ в СССР. Особенности организации первых ЭВМ. Развитие аналоговых вычислительных машин. Отличительные черты управляющих машин. История разработки семейства ЕС ЭВМ и отечественных суперкомпьютеров.
презентация [1,6 M], добавлен 01.06.2015Общая характеристика основных моделей жизненного цикла: каскадная, инкрементная, спиральная. Стадия как часть процесса создания программного обеспечения, ограниченная определенными временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта.
презентация [159,1 K], добавлен 27.12.2013Исходный текст программы и ее экранная форма. Программа вычисления и выдачи на печать суммы/произведения элементов бесконечного числового ряда, вычисления числового ряда для известного числа членов ряда. Значение максимального элемента в матрице.
контрольная работа [29,0 K], добавлен 07.12.2010Требования к технологии проектирования программного обеспечения (ПО). Состав и описание стадий полного жизненного цикла ПО. Классификация моделей жизненного цикла ПО, их особенности. Методологии разработки ПО, приёмы экстремальный программирование.
презентация [874,4 K], добавлен 19.09.2016Сущность понятия "суперкомпьютер". Характеристики производительности техники. Применение суперкомпьютеров в: биологии и медицине, космическом пространстве, прогнозировании погоды. Топ-500 самых мощных общественно известных компьютерных систем мира.
реферат [105,0 K], добавлен 29.03.2015Понятие технологии разработки программы. Основа проектирования программного обеспечения. Модели жизненного цикла, возникшие исторически в ходе развития теории проектирования программного обеспечения. Спиральная (spiral), каскадная и итерационная модели.
презентация [1,0 M], добавлен 11.05.2015Общий календарный план выполнения этапов проекта программного обеспечения. Последовательность разработки согласно классической каскадной модели. Изображение хода работ по спиральной модели согласно Боему. Технические требования на продукт, WBS-структура.
лабораторная работа [614,1 K], добавлен 17.01.2014Разработка программы, осуществляющей контроль за своевременностью обновления программного обеспечения с помощью рассылки электронных писем. Анализ требований к системе; выбор метода решения, алгоритма, выбор языка программирования, описание программы.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 29.06.2011Архитектура и принципы построения электронно-вычислительных машин. Стратегические задачи суперкомпьютеров. Примеры их применения в военной сфере, науке и образовании, медицине, метеорологии. Рейтинг российских мощнейших компьютеров на мировом рынке.
презентация [523,1 K], добавлен 17.06.2016Анализ и разработка информационной системы, структура сети предприятия. Описание процесса разработки конфигураций и выявление потребностей в автоматизации функций. Средства разработки проектирования и архитектура базы данных. Разработка модели угроз.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 13.07.2011Разработка программного обеспечения, предназначенного для автоматизации деятельности туристической фирмы. Анализ и проектирование базы данных предметной области. Создание концептуальной, логической и физической моделей данных и программы их обработки.
курсовая работа [816,5 K], добавлен 05.02.2018"Наивная" модель прогнозирования. Прогнозирование методом среднего и скользящего среднего. Метод опорных векторов, деревьев решений, ассоциативных правил, системы рассуждений на основе аналогичных случаев, декомпозиции временного ряда и кластеризации.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 02.12.2014Схемы взаимодействия между заказчиком и разработчиком программного обеспечения. Качество программного обеспечения и определение основных критериев его оценка на современном этапе, особенности управления на стадиях жизненного цикла, анализ достаточности.
презентация [114,7 K], добавлен 14.08.2013Понятие и этапы жизненного цикла программного обеспечения как некоторых событий, которые происходят с системой компьютера в процессе ее создания, внедрения и сопровождения. Модели данного процесса: каскадная, спиральная, их отличительные особенности.
доклад [33,5 K], добавлен 06.04.2015Создание ТОР500 - рейтинга самых мощных общественно известных компьютерных систем мира. Современные достижения в сфере вычислительной техники. Внешний вид, производительность и архитектура суперкомпьютеров: Tianhe-2, Titan, Sequoia, K Computer, IBM Mira.
реферат [3,7 M], добавлен 01.12.2013Значение вербальных и знаковых информационных моделей для исследования объектов, процессов, явлений. Роль метода формализации в процессе создания компьютерной модели. Использование программы AutoCAD для трехмерного моделирования и визуализации объекта.
курсовая работа [866,5 K], добавлен 08.01.2015
