System für große Wissenschaft

    Wir haben Sie wiederholt in unsere Entwicklungen für die Forschungszentren amerikanischer Universitäten eingeführt - leistungsfähige und produktive Systeme, dank derer die moderne Wissenschaft die Möglichkeit hat, sich etwas schneller zu entwickeln. Aber das Projekt, auf das in diesem Beitrag vielleicht noch eingegangen wird, kann als das ehrgeizigste von Dell bezeichnet werden.

    Wir werden nicht verlockend sein und behaupten, dass der Held der heutigen Geschichte kein Gleiches hat, aber in unserem eigenen Portfolio hat dieses System einen besonderen Platz. Die Anforderungen an die moderne Wissenschaft sind hoch. Um über die bereits bekannten Fakten hinauszugehen und neue Erkenntnisse zu gewinnen, benötigen Wissenschaftler ein leistungsfähiges Rechenzentrum - einen Supercomputer mit außergewöhnlichen Funktionen. Solche Systeme sind notwendig, um beispielsweise zu große oder zu kleine Objekte zu modellieren und anschließend zu analysieren - von chemischen Molekülen bis hin zu ganzen Planeten. Mit Hilfe von Supercomputern können Sie die Zeit und den Ort eines zukünftigen Erdbebens berechnen, Nanomaterialien untersuchen, die Sonnenlicht in Energie umwandeln, die Entstehung eines Tumors verstehen - kurz gesagt, die dringendsten Probleme der Wissenschaft für die Menschheit lösen. Ein solcher Supercomputer wurde Stampede. Dieses System ist heute eines der mächtigsten der Welt. Dell hat es gemeinsam mit Intel für die Bedürfnisse der US National Science Foundation (NSF) entwickelt. Das Rechenzentrum befindet sich auf dem Gebiet der University of Texas in Austin und hat eine Fläche von mehr als 2,5 Quadratkilometern. Um sich den Umfang des Projekts vorzustellen, sollten Sie einige davon mitbringen
    zahlen.
    • Das Stampede-System umfasst 6400 Knoten in 160 Racks mit einem Gesamtgewicht von 227 Tonnen.
    • Die Spitzenleistung des Supercomputers erreicht ungefähr 10 Petaflops, was ungefähr 10 Billiarden Berechnungen pro Sekunde entspricht.
    • Die Gesamtgröße des Arbeitsspeichers beträgt 270 TB, und es stehen 14 PB Festplattenspeicher zum Speichern von Daten im System zur Verfügung.
    Beeindruckend?
    Erwähnenswert ist auch, dass die Gesamtlänge aller Kabel, die Teile des Systems verbinden, 120 km überschreitet! Natürlich braucht es viel Energie, um einen so leistungsstarken Supercomputer zu warten, und in diesem Fall können wir von einer Stromversorgung von 4,5 MW sprechen. Die Wärmeenergie für die Funktion des Systems wird in speziellen Behältern mit einem Gesamtvolumen von 4,5 Millionen Litern gespeichert. Alle diese Zahlen veranschaulichen deutlich den Umfang, mit dem Stampede entworfen wurde.

    Gehen wir näher auf die Eigenschaften eines Supercomputers ein. Wie bereits erwähnt, verfügt das System über 160 Racks mit 6400 Dell C8220-Knoten. Jeder von ihnen wird von zwei 8-Kern Intel E5 Sandy Bridge-Prozessoren mit einer Taktfrequenz von 2,7 GHz und einem 61-Kern Intel Xeon Phi Knights Corner-Coprozessor gesteuert, der über einen PCIe x16-Bus verbunden ist. 128 Computerknoten, die mit produktiven Grafikprofessoren der NVIDIA Kepler K20-Architektur ausgestattet sind.
    Jeder Knoten verfügt über 32 GB Speichersteckplätze, weitere 8 GB werden von einem Coprozessor bereitgestellt. Für spezielle Zwecke stellt das System 16 Knoten mit einer erhöhten Speicherkapazität von jeweils 1 TB zur Verfügung. Erwähnenswert ist auch die hohe Flexibilität von Stampede: Fast jeder Knoten verfügt über ein freies Fach, in das Sie eine zusätzliche Komponente einfügen können - Speicher, einen zweiten Coprozessor, Videobeschleuniger usw.

    Alle Systemkomponenten sind mit einer Bandbreite von bis zu 56 Gbit / s in das InfiniBamd-FDR-Netzwerk integriert. für jeden Knoten. Die Kanalbreite von Stampede entspricht der Gesamtkanalbreite von ungefähr 60 Millionen Haushalten, die an die Standleitung angeschlossen sind. Das 14 LB Hochleistungs-Lustre-Dateisystem liefert Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 150 GB / s. Beispielsweise kann ein Terabyte Daten in nur acht Sekunden aufgezeichnet werden. Jeder Knoten ist außerdem mit einem lokalen 250-Gigabyte-Laufwerk ausgestattet. Wie Sie sehen können, ist das Stampede-System technisch für die komplexesten Berechnungen und visuellen Modellierungen von nahezu jedem Objekt bereit. Bisher wurde dieser Supercomputer für mehr als tausend Forschungsprojekte eingesetzt und hat etwa 2.000 aktive Benutzer.

    Es gibt viele Richtungen, in denen Stampede nur ein unverzichtbares Werkzeug für Berechnungen und Analysen ist. Der Computer wird bereits in der Biologie und Biochemie als Riesen-Computermikroskop eingesetzt, um Antworten auf grundlegende Fragen zu finden - zum Beispiel wie neue Proteine ​​gebildet werden oder wie man Biokraftstoffe der neuen Generation erhält. Die Kraft des Systems wird aktiv genutzt, um onkologische Krankheiten zu erforschen und nach wirksamen Arzneimitteln zu suchen, um den Ort des Auftretens bestimmter Naturkatastrophen zu bestimmen und um die Vorgänge innerhalb und außerhalb unseres Planeten zu analysieren. Das System hilft bei der Erforschung neuer Materialien, die in der Industrie verwendet werden können, und eröffnet gleichzeitig neue Wissenslinien über Stoffe, die uns seit langem bekannt sind. Zum Beispiel Wissenschaftler arbeiten an der Erprobung neuer Algorithmen für die Wasserbildgebung, die in Zukunft bei der Entwicklung neuer Medikamente helfen werden - und dies war auch nur dank Stampede möglich. Auch für Linguisten und Musikforscher hat sich dieses System als unverzichtbar erwiesen.

    Mit einem Wort, das Potenzial von Stampede wird es ermöglichen, über viele Jahre hinweg ein einzigartiges Werkzeug zu sein, um die Wissenschaft zu bewegen und Probleme zu lösen, mit denen die Menschheit seit Jahrzehnten zu kämpfen hat. Ich würde gerne glauben, dass Wissenschaftler dank des von Dell entwickelten Systems viele wichtige Entdeckungen machen werden.

    Für diejenigen, die Stampede besser kennenlernen möchten, können wir eine interaktive Website anbieten , die diesem Projekt gewidmet ist.

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