Titan (суперкомп'ютер)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Titan
Введений в дію: 29 жовтня 2012
Спонсори: US DOE і NOAA (менше 10%)
Виробник:Cray inc
МісцезнаходженняНаціональна лабораторія Оук-Рідж, Теннесі
Архітектура: 18688 процесорів AMD Opteron 6274 (16 ядер в кожному) 18688 прискорювачів (GPU) Nvidia Tesla K20x
Cray Linux
Потужність: 8,2 МВт
Площа: 404 кв. м
Оперативна пам'ять: 710 ТБ (598 ТБ підключено до CPU і 112 ТБ до Tesla)
Запам'ятовуючий пристрій: 10 Петабайт
Продуктивність: ~ 20 петафлопс (листопад 2012 року)
Рейтинг: TOP500: №1 (з листопада 2012 по червень 2013)
Мета: Наукові розрахунки
Веб-сайт: http://www.olcf.ornl.gov/titan/

Titan — суперкомп'ютер компанії Cray Inc. встановлений в національній лабораторії Оук-Рідж (скорочено ORNL, національна лабораторія Міністерства енергетики США, Теннессі) для використання в наукових проектах. Є модернізованим суперкомп'ютером Jaguar, якому збільшили кількість центральних процесорів і доповнили графічними процесорами Nvidia Tesla K20x. Модернізація почалася в жовтні 2011 і тривала цілий рік. Після чого Titan зайняв перший рядок в листопадовому рейтингу TOP500 суперкомп'ютерів світу за продуктивністю, вимірюваній тестом Linpack. Початкова вартість оновлення склала 60 млн дол. США, фінансована переважно за рахунок департаменту енергетики США.

У червні 2013 року поступився першим місцем у рейтингу TOP500 китайському суперкомп'ютеру Тяньхе-2 [1]. Який також посів перше місце ще і в рейтингу енергетичної ефективності.

Від Jaguar-а до Titan-у[ред.ред. код]

Восени 2012 року розпочався останній етап модернізації Jaguar-а до більш потужного суперкомп'ютера, якому дано нову назву Titan. Titan буде в 10 разів могутніше за свого прабатька - суперкомп'ютера Jaguar. Після модернізації пікова обчислювальна потужність Titan-а складе більше 20 петафлопс, ​​тобто 20 тисяч трильйонів (20 квадрильйонів) операцій з плаваючою точкою в секунду. Розмір загальної системної пам'яті досягне 710 терабайт. Titan має гібридну архітектуру - крім більш потужних 16-ядерних процесорів AMD Opteron 6274 в кожен з 18.688 вузлів суперкомп'ютерної системи встановлений графічний процесор загального призначення NVIDIA Tesla K20 (архітектура Kepler). Таким чином загальна кількість ядер комп'ютера зросте до 299.008. Компілятор, спеціально розроблений для Titan-а, буде автоматично распараллелівать виконання коду між центральним і графічним процесорами.

Попередній вигляд

Архітектура і побудова[ред.ред. код]

Titan — масово-паралельний суперкомп'ютер, побудований на платформі Cray XK7 з гібридною архітектурою: крім 16-ядерних процесорів AMD Opteron 6274 в кожен з 18.688 вузлів суперкомп'ютерної системи встановлений графічний процесор загального призначення NVIDIA Tesla K20x (архітектура Kepler). Таким чином загальна кількість ядер комп'ютера становить 299008. Компілятор, спеціально розроблений для Titan-а, автоматично розпараллелює виконання коду між центральним і графічним процесорами.

Застосування[ред.ред. код]

Левова частка комп'ютерного часу Titan-а буде віддана під додатки державної програми Міністерства енергетики США під назвою «Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment program» (INCITE) . Незважаючи на те, що Titan можна використовувати для будь-якого проекту, кількість заявок перевищила наявне комп'ютерне час. Тому було вирішено провести ретельний відбір. У 2009 році Oak Ridge Computing Leadership Facility (OCLF) розглянув 50 заявок і звузив список до 6 проектів, які були вибрані не тільки через важливість дослідних тем, а й через здатність програмного забезпечення проектів якомога повніше використовувати можливості гібридної системи. Програмний код цих проектів довелося змінити так, щоб він міг виконуватися на графічних процесорах Titan-а, при цьому потрібно було залишити можливість виконання коду на звичайних процесорах, щоб він не був прив'язаний виключно до Titan-у. Протягом двох років дослідники і програмісти переписували свої програми, щоб почати його використання з перших же днів введення Titan-а в стрій. Першими проектами, які отримають доступ до Titan-у є:

Процеси згорання палива: За допомогою програми S3D дослідники можуть змоделювати турбулентне згорання різних видів і складів палива. Результати досліджень дозволять створювати високоефективні, економічні, оптимальні рухові системи, майже не забруднюють навколишнє середовище.
Наука про матеріали: За допомогою програми WL-LSMS дослідники зможуть знаходити і створювати нові матеріали, досліджуючи їх магнітні властивості при різних температурах на нано-рівні. Результати досліджень дозволять створювати нові електродвигуни та електрогенератори.
Атомна енергія: За допомогою програми Denovo дослідники зможуть моделювати поведінку нейтронів в ядерному реакторі. Результати досліджень дозволять з'ясувати, як більш ефективно використовувати старіючі ядерні реактори США при збереженні їх безпеки. На Titan-е додаток Denovo змоделює за 13 годин один повний цикл служби стрижня ядерного палива, у той час як на Jaguar-е на це було потрібно 60 годин.
Зміни клімату: Програма Community Atmosphere Model-Spectral Element (CAM-SE) симулює довгострокові глобальні зміни клімату. Результати обчислень дозволять дослідникам обчислити якість повітря в найближчому майбутньому, а також вплив його складу на клімат. Titan дозволяє за один день комп'ютерного часу зробити прогноз на 1-5 років вперед, в той час як на Jaguar за один день можна було вирахувати прогноз тільки на 3 місяці.

Посилання[ред.ред. код]

1.Feldman, Michael Titan Sets High Water Mark for GPU Supercomputing

2. Lal Shimpi, Anand Inside the Titan Supercomputer
3.Feldman, Michael  GPUs Will Morph ORNL's Jaguar Into 20-Petaflop Titan
4.Oak Ridge changes Jaguar’s spots from CPUs to GPUs by Timothy Prickett Morgan, The Register Oct 11, 2011

5.Poeter, Damon Cray's Titan Supercomputer for ORNL Could Be World's Fastest
6.Tibken, Shara TITAN: Built for Science

Примітки[ред.ред. код]

Офіційний веб-сайт нового суперкомп'ютера Titan

ORNL's supercomputer named world's most powerful- прес-реліз Лабораторії з приводу 1-го місця Titan-а в TOP500
Oak Ridge National Laboratory Review том.45, 3-й выпуск-повністю присвячений опису перетворення суперкомп'ютера Jaguar у суперкомп'ютер Titan
Страница платформы Cray XK7 на официальном сайте Cray.com
Офіційний сайт Національного центру обчислювальних наук