Мы уже неоднократно знакомили вас со своими разработками для научно-исследовательских центров американских университетов – мощными и производительными системами, благодаря которым современная наука получила возможность развиваться немного быстрее. Но проект, о котором пойдет речь в этом посте, пожалуй, можно назвать самым грандиозным детищем Dell.

Не будем кривить душой, утверждая, что герою сегодняшнего рассказа нет равных, но в нашем собственном портфолио этой системе отведено особое место. Требования современной науки высоки. Чтобы выйти за рамки уже известных фактов и двигаться к новым открытиям, ученые нуждаются в мощном вычислительном центре – суперкомьютере с исключительными характеристиками. Такие системы необходимы для моделирования и последующего анализа, к примеру, слишком больших или слишком маленьких объектов – от молекул химических веществ до целых планет. С помощью суперкомпьютеров можно рассчитать время и место будущего землетрясения, исследовать наноматериалы, преобразовывающие солнечный свет в энергию, понять, как развивается опухоль – одним словом, стать на шаг ближе к решению самых насущных для человечества проблем, связанных с наукой. Таким суперкомпьютером и стал Stampede. Эта система, на сегодняшний день, является одной из мощнейших в мире. Dell создала ее совместно с Intel для нужд Национального Научного Фонда США (ННФ). Датацентр расположился на территории Техасского университета в Остине и занял более 2,5 квадратных километров площади. Чтобы примерно представить себе масштабы проекта, стоит привести некоторые
цифры.

Система Stampede включает в себя 6400 узлов, размещенных в 160 стойках суммарным весом в 227 тонн.
Пиковая производительность суперкомпьютера достигает порядка 10 петафлопс, что аналогично проведению около 10 квадриллионов расчетов в секунду.
Общий объем оперативной памяти равняется 270 ТБ, а для хранения данных в системе предусмотрено 14 ПБ дискового пространства.

Впечатляет?
Стоит также упомянуть о том, что общая протяженность всех кабелей, соединяющих части системы, превышает 120 км! Конечно, для обслуживания такого мощного суперкомпьютера необходимо много энергии, и в данном случае можно говорить о мощности питания в 4,5 МВт. Термальная энергия для обеспечения функционирования системы аккумулируется в специальных емкостях, общим объемом 4,5 млн. литров. Все эти цифры наглядно иллюстрируют размах, с которым проектировался Stampede.

Углубимся подробнее в характеристики суперкомпьютера. Как уже было отмечено, система насчитывает 160 стоек с 6400 узлами Dell C8220. Каждый из них управляется двумя 8-ядерными процессорами Intel E5 Sandy Bridge с тактовой частотой 2,7 ГГц и 61-ядерным сопроцессором Intel Xeon Phi Knights Corner, подключенного с помощью шины PCIe x16. 128 компьютерных узлов оборудовано производительными графическими профессорами NVIDIA на архитектуре Kepler K20.
Каждый узел оснащена планками памяти объемом 32 ГБ, еще 8 ГБ обеспечивает сопроцессор. Для особых целей в системе предусмотрено 16 узлов с увеличенным объемом памяти по 1 ТБ каждая. Стоит также отметить высокую гибкость Stampede: практически в каждом узле предусмотрен свободный отсек, в который можно вставить дополнительный компонент – память, второй сопроцессор, видеоускоритель и т.п.

Все компоненты системы интегрированы в сеть InfiniBamd FDR с пропускной способностью до 56 Гбит/сек. для каждого узла. Ширина канала Stampede соизмерима с суммарной шириной каналов приблизительно 60 млн. домохозяйств, подключенных к выделенной линии. Высокопроизводительная файловая система Lustre общим объемом 14 ПБ обеспечивает скорость записи до 150 ГБ/сек. К примеру, терабайт данных может быть записан в течение всего восьми секунд. Каждый узел также оснащена локальным 250-гигабайтным накопителем. Как видим, технически система Stampede готова к самым сложным вычислениям и визуальному моделированию практически любых объектов. На сегодняшний день этот суперкомпьютер использовался для более чем тысячи исследовательских проектов и имеет порядка 2000 активных пользователей. Построение системы позволило Техасскому университету привлекать ученых со всего мира и работать над совместными проектами в биологии, химии, энергетике, медицине, геофизике и даже гуманитарных науках.

Направлений, в которых Stampede оказался просто незаменимым инструментом для расчетов и анализа, очень и очень много. Уже сейчас компьютер используется в биологии и биохимии как гигантский вычислительный микроскоп, помогающий найти ответы на фундаментальные вопросы – например, о том, как формируются новые протеины или как получить биотопливо нового поколения. Мощности системы активно применяются для исследования онкологических заболеваний и поиска эффективных лекарств, для определения места возникновения тех или природных катастроф, анализа процессов, которые происходят внутри нашей планеты и за ее пределами. Система помогает в исследовании новых в материалов, которые могут быть задействованы в индустрии, и, в то же время, открывает новые грани в знаниях об уже давно известных нам веществах. Например, ученые работают над тестированием новых алгоритмов изображения воды, что поможет в будущем разрабатывать новые лекарства – и это тоже оказалось возможным только благодаря Stampede. Даже для лингвистов и исследователей музыки эта система оказалась незаменимой.

Одним словом, потенциал Stampede позволит ему в течение многих лет быть уникальным инструментом, помогающим двигать науку и решать задачи, над которыми человечество бьется уже не один десяток лет. Хочется верить, что благодаря системе, созданной специалистами Dell, ученые совершат множество важнейших открытий.

Ну а тем, кто хочет познакомиться со Stampede поближе, мы можем предложить посетить интерактивный сайт, посвященный данному проекту.

Система для большой науки