СКИФские кластеры

Плоды российско-белорусского сотрудничества более чем весомы

Созданный в рамках СКИФ кластер К-500 на базе межсоединения SCI и 64 двухпроцессорных узлов с Intel Xeon/2,8 ГГц вошел в предыдущий список TOP500 крупнейших суперкомпьютеров мира

В этом году завершается российско-белорусская программа СКИФ, официально именуемая «Разработка и освоение в серийном производстве семейства моделей высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программных комплексов на их основе». Если выделить из этого длинного названия ключевые слова, то кроме «суперкомпьютер» нужно отметить в первую очередь «серийное производство» и «приложения».

Как это стало типично для всего мира, разрабатываемые в рамках программы высокопроизводительные компьютеры — кластерные системы. Созданный в рамках СКИФ кластер К-500 на базе межсоединения SCI и 64 двухпроцессорных узлов с Intel Xeon/2,8 ГГц вошел в предыдущий список TOP500 крупнейших суперкомпьютеров мира. В последнюю версию TOP500 этот кластер уже не попал, однако он занимает третье место в мире по данным тестов, моделирующих столкновение сразу трех автомобилей (в этих тестах используется известная программа LS-DYNA).

Разработку и производство узлов кластера К-500 вела российская компания «Т-Платформы». Теперь компания совместно с Институтом программных систем РАН и корпорацией Intel представила новый кластер T-Bridge 8i на базе 64-разрядных микропроцессоров Itanium 2 и межсоединения Infiniband. В узлах восьмипроцессорного кластера применяются двухпроцессорные серверы в конструктиве 1U и Itanium 2/1,4 ГГц с кэшем третьего уровня емкостью 4 Мбайт и оперативной памятью емкостью 4 Гбайт на узел. Достигнутая на тесте Linpack parallel производительность составила 81% от пикового значения, что является очень хорошим показателем.

Любопытно привести некоторые данные о ходе выполнения всей программы СКИФ, представленные ее руководителем с российской стороны Сергеем Абрамовым. Общее финансирование за четыре года составило 319 млн. руб. (162 млн. — от Белоруссии и 157 млн. — от России). В выполнении программы задействованы крупнейшие исследовательские центры обеих стран и некоторые предприятия, относившиеся к бывшему Минрадиопрому и Министерству электронной промышленности СССР. В ходе программы в НИЦЭВТ созданы, в частности, опытные образцы плат SCI, а в ИПС РАН — платы ServNET для удаленного управления узлами кластеров, последние выпускаются белорусским НИИЭВМ; усовершенствованные версии ServNET также производят «Т-Платформы».

Разработано необходимое базовое программное обеспечение — ядро ОС Linux-SKIF, средства распараллеливания и т. п. Вместе с соответствующим прикладным программным обеспечением созданные системы применяются в России, в частности, для задач искусственного интеллекта при классификации текстов, для расчета химических реакторов, для задач аэромеханики плохо обтекаемых тел. В Белоруссии они используются при моделировании остовов тракторов «Беларусь», для расчетов динамических характеристик почвообрабатывающих агрегатов, при моделировании столкновения с препятствиями автомобилей МАЗ и т. д.

Таким образом, созданные мощные вычислительные системы — не «выставочные экземпляры», а реальные «рабочие лошадки». Если программа СКИФ найдет продолжение, нас ожидает появление еще более быстрых «скакунов».

Руководитель центра кластерных технологий компании «Т-Платформы» Андрей Слепухин ответил на несколько вопросов Computerworld Россия относительно нового кластера T-Bridge 8i.

В T-Bridge 8i использованы серверные платформы производства компании Celestica.

Celestica — ведущий ОЕМ-производитель аппаратных средств. Кроме того, выбор именно этой компании обусловлен наличием в ее линейке продуктов на базе Itanium 2 в конструктиве 1U, который используется в кластере.

Все оборудование — от Infinicon. Эта компания сегодня имеет наиболее стабильный и производительный комплект программного обеспечения для Infiniband и обеспечивает хорошие возможности мониторинга и управления.

Нет, не требуется — если температура в помещении не превышает 35 ?C.

В узлах используется RedHat Enterprise Linix 2.1 или 3.0. Выбор операционной системы был обусловлен совместимостью с драйверами Infiniband и с различным программным обеспечением третьих фирм.

В три колонны

Intel осуществила диверсификацию моделей Itanium 2. По данным, представленным менеджером по применению продукции Intel Алексеем Устиновым, корпорация выделяет три группы в соответствии с областями применения Itanium 2:

• для компьютеров с низким энергопотреблением;
• для двухпроцессорных систем - с наилучшим отношением стоимость/производительность;
• для многопроцессорных систем - с ориентацией на максимальную производительность.

В 2003 году к первой группе относились процессоры Madison с тактовыми частотами 1,5/1,4/1,3 ГГц и кэшем третьего уровня 6/4/3 Мбайт соответственно, а ко второй группе — Madison/1,4 ГГц с 1,5 Мбайт кэш-памяти третьего уровня. В третьей группе был LV (Low Voltage) Itanium 2, он же Deerfield (1 ГГц, кэш-память третьего уровня емкостью 1,5 Мбайт). Все эти процессоры изготавливались по технологии 0,13 мкм. В нынешнем году к первой группе Intel относит уже Madison 9M (1,6 ГГц, кэш-память третьего уровня 9 Мбайт), а ко второй — Fanwood с кэшем третьего уровня 3 Мбайт и частотой 1,6/1,4 ГГц. Известно также, что LV Fanwood будет обладать частотой выше 1 ГГц.

В 2005 году Itanium 2 будет переведен на технологию 90 нм, появится двухпроцессорное ядро Montecito, емкость кэша еще возрастет. Версия на основе Montecito для двухпроцессорных систем будет называться Millington; в третьей группе появится процессор LV Millington. После 2005 года в семействе Itanium ожидается первое детище, cоздаваемое при участии группы бывших разработчиков микропроцессоров Alpha — многоядерный процессор Tukwila.