Student World

***Oznámení Tiskového odboru AV ČR

Fyzikální ústav Akademie věd České republiky, uvádí do provozu výkonný výpočetní systém SGI Altix ICE 8200. Systém dodaný společností SGI sestává ze 64 výpočetních serverů propojených výkonnou sítí InfiniBand a 3 řídících serverů pro správu a přístup uživatelů. Každý výpočetní uzel systému je osazen 2 procesory Intel Xeon Quad-Core E5420 se 4 jádry s pracovní frekvencí 2.50 GHz a 8 GB RAM. Celkem je tedy pro samotné výpočty k dispozici 512 výpočetních procesorových jader. Servery jsou bez lokálních disků, sdílejí výkonné datové pole SGI InfiniteStorage 220 s diskovým prostorem 6 TB zajišťující operační prostor pro jednotlivé pracovní uzly, instalaci programů a data uživatelů. Systém je vybaven klastrovým řídícím softwarem SGI Tempo, který umožňuje administrátorům snadný dohled, správu a konfigurování celého systému tak, aby byl zajištěn hladký a spolehlivý průběh všech operací i v těch nejnáročnějších provozních podmínkách. S aktuálním reálným výkonem 4.2 TeraFlops patří tento systém mezi nejvýkonnější výpočetní zařízení pro vědecké výpočty v ČR. 

Systém pojmenovaný Dorje (tibetský výraz pro rituální žezlo) je určen pro výpočty v oblasti fyziky pevných látek. Tyto výpočty se dosud prováděly na heterogenní výpočetní farmě Goliáš s celkem 480 výpočetními jádry sdílenými s dalšími projekty. Farma Goliáš propojuje servery gigabitovým ethernetem a není proto ideální pro paralelní výpočty, které vyžadují rychlou komunikaci mezi procesory v různých serverech.  

Zvyšování výkonu výpočetních systémů a pokrok v rozvoji realistických numerických simulací na mikroskopické úrovni staví numerické experimenty do role významných technik hledajících nové materiály pro budoucí aplikace. Numerické simulace pomáhají vyhledávat nejlepší kandidáty pro technologickou přípravu. Příkladem tohoto typu výzkumu je magnetismus uměle vytvořených struktur. Vědci ve Fyzikálním ústavu hledají materiály s neobvyklými magnetickými vlastnostmi pro budoucí aplikace, materiály, které se v přírodě nevyskytují, ale lze je připravit moderními technologiemi. Takovýto typ výzkumu se výrazně urychlí právě na nově dostupném systému SGI Altix ICE 8200. Je to velmi perspektivní výzkum v oblasti, za kterou byla v roce 2007 udělena Nobelova cenou za fyziku. Další oblastí výzkumu prováděnou na tomto systému bude studium transportu elektronu v nanostrukturách a atomárních manipulací pro řízené vytváření nanostruktur požadovaných vlastností. Výzkum by měl přispět k návrhu nových hybridních nanostruktur určených pro novou generaci nanosenzorů, nano-elektroniky a optoelektroniky. 

Systém Altix ICE 8200 byl financován Grantovou agenturou Akademie věd České republiky v rámci programu Nanotechnologie pro společnost, projekt „Funkční hybridní nanosystémy polovodičů a kovů s organickými látkami“ (KAN400100701) a Grantovou agenturou České republiky, projekt „Nečistoty a defekty v magnetitu“ (202/08/0541). Provoz systému je podporován z prostředků Fyzikálního ústavu AV ČR, v. v. i. 

Výpočetní systémy SGI Altix ICE 8200 jsou zkonstruovány jako speciálně laděná vysoce integrovaná klastrová architektura typu „blade“ pro rozsáhlé HPC výpočetní systémy – oblast, která je hlavní doménou působení společnosti SGI.

Toto vysoce integrované prostředí má reagovat a vylepšovat parametry x86-64 klastrů s ohledem na vlastnosti, které jsou v poslední době hojně diskutovány v souvislosti s růstem velikosti klastrů a masivního využívání klastrových technologií. Těmito vlastnostmi, kromě maximálně možné efektivity poskytnutí výpočetního výkonu, jsou především integrace ve smyslu prostorovém i funkčním, jednoduchost a rychlost instalace a zprovoznění produktivního prostředí na místě u zákazníka, snadnost a efektivnost správy rozsáhlých systémů a v neposlední řadě též zásadní navýšení provozní spolehlivosti a snížení energetických nároků na napájení a chlazení.

Tyto systémy si, s ohledem na bezproblémovou škálovatelnost a užitné vlastnosti, od svého uvedení na trh nalezly mnoho uživatelů a SGI vybudovalo rozsáhlou instalovanou bázi systémů v rozsahu od stovek až po systémy s desítkami tisíc výpočetních procesorových jader. Jako příklady je možno uvést systém NASA nazvaný Pleiades (3. v aktuálním žebříčku TOP 500 celosvětově nejvýkonnějších superpočítačů) s 51 200 výpočetními jádry či ve Francii provozovaný systém GENCI-CINES (14. v TOP 500 a druhý nejvýkonnější evropský superpočítač). Další systémy tohoto typu je možno najít jak v TOP 500, tak samozřejmě na mnoha dalších vědeckých i komerčních pracovištích po celém světě. 
 

Souběžně s výše popisovaným systémem SGI Altix ICE 8 200 je ve výpočetním středisku FZÚ AV ČR zprovozňován další SGI klastr, tentokrát založený na výpočetních uzlech SGI Altix XE 310, celkem s 320 výpočetními procesorovými jádry, 640 GB operační paměti a 12 TB diskové kapacity v lokálních discích uzlů klastru. 

autor