Νέα εποχή για τους υπερυπολογιστές

11:24 30/10/2012 - Πηγή: Athina984

Μία νέα εποχή στον κόσμο των υπερυπολογιστών εγκαινίασε το Εθνικό Εργαστήριο του Όουκ Ριτζ (ORNL) με την υποστήριξη του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ χθες, καθώς ενεργοποίησε τον «Titan»: ένα υπερ - σύστημα ικανό για να 20.000 τρισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο (20 petaflops).

Ο «Τιτάνας», όταν ενεργοποιηθεί πλήρως, θα είναι 10 φορές ισχυρότερος από το προηγούμενο σύστημα του ORNL, το «Jaguar». Στην «καρδιά» του βρίσκεται μία τεχνολογία που πρωτοαναπτύχθηκε

για σκοπούς gaming: οι GPU (graphic processing units).

Το όλο πρόγραμμα υποστηρίζεται από το υπουργείο Ενέργειας και θεωρείται πως θα δώσει υπολογιστική ισχύ άνευ προηγουμένου για τη μελέτη αντικειμένων όπως η κλιματική αλλαγή, η ενέργεια και γενικότερα μία ευρεία γκάμα θεμάτων επιστημονικού και τεχνολογικού ενδιαφέροντος.

Ο «Τιτάνας» του ORNL διαθέτει μνήμη 700 terabytes και αποτελεί ένα σύστημα βασισμένο στον Cray XK7 με 18.688 υπολογιστικούς κόμβους, ο καθένας εκ των οποίων διαθέτει έναν 16πύρηνο επεξεργαστή AMD Opteron 6274 και έναν επιταχυντή GPU NVIDIA Tesla K20. Παρά τη διαφορά στην ισχύ σε σχέση με τον «Jaguar», καταλαμβάνει περίπου τον ίδιο χώρο και έχει ελαφρώς μεγαλύτερες ενεργειακές απαιτήσεις (επτά μεγαβάτ για τον «Jaguar», εννιά για τον «Titan»).

Εάν ο «Titan» χρησιμοποιούσε την ίδια τεχνολογία με τον «Jaguar», τότε θα έπρεπε να είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερος και να «απαιτεί» ενέργεια ύψους 30 μεγαβάτ.

Οι GPU μπορούν να προβούν σε πολύ περισσότερους υπολογισμούς από ό,τι οι «συμβατικές» CPU. Ο «Τιτάνας» διαθέτει επίσης 299.008 CPU cores, που θα αναλαμβάνουν βοηθητικούς ρόλους («καθοδήγησης» εξομοιώσεων), με τη «βαριά» δουλειά να αναλαμβάνεται από τις GPU. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο συνδυασμός GPU και CPU σε ένα υβριδικό σύστημα το καθιστά πιο οικονομικό από πλευράς κατανάλωσης ενέργειας σε σχέση με ένα σύστημα που χρησιμοποιεί μόνο CPU.

«Ο "Titan" θα χρησιμοποιείται για την εξομοίωση φυσικών συστημάτων πιο ρεαλιστικά και με μεγαλύτερη λεπτομέρεια» λέει ο Τζέημς Χακ, διευθυντής του Εθνικού Κέντρου Επιστημών Υπολογιστή του ORNL, συμπληρώνοντας πως το αποτέλεσμα θα είναι η εντυπωσιακή επιτάχυνση της έρευνας σε πολλούς τομείς.

Ο «Τιτάνας» αναμένεται να «εκθρονίσει» τον υπερυπολογιστή «Sequoia» (ένα σύστημα IBM Bluegene/Q στο Lawrence Livermore National Laboratory) ως ο ταχύτερος στον κόσμο. Ουσιαστικά αποτελεί αναβάθμιση του «Jaguar»: ενός συστήματος Cray XK6 που καταλάμβανε την 6η θέση στην κατάταξη των γρηγορότερων υπερυπολογιστών στον κόσμο.

Οι προετοιμασίες για τη μετάβαση στην υβριδική αρχιτεκτονική του «Τιτάνα» βρίσκονταν σε εξέλιξη εδώ και δύο χρόνια, και ήδη έχουν προγραμματιστεί πάρα πολλά επιστημονικά προγράμματα τα οποία είναι προσαρμοσμένα στα νέα δεδομένα.