Скіт
Зміст
Скіт
СКІТ — суперкомп'ютерний обчислювальний комплекс Інституту кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України. Проект першого суперкомп'ютера СКІТ був розроблений в 2002 році спільно з компанією "Юстар".Суперкомп'ютер СКІТ складається з чотирьох обчислювальних кластерів: СКІТ-1, СКІТ-2, СКІТ-3, СКІТ-4.
СУПЕРКОМП'ЮТЕРИ, ЯК ІНСТРУМЕНТ НАУКОВО-ТЕХНІЧНОГО РОЗВИТКУ КРАЇНИ
Завдяки застосуванню суперкомп’ютерів СКІТ, починаючи з 2005 р., науково-дослідницькі інститути НАН України отримали важливі фундаментальні та прикладні результати з біофізики, біохімії, фізичної хімії, квантової механіки, матеріалознавства, медицини, геології, нанотехнологій тощо.
Суперкомп’ютери СКІТ використовують також для розв’язання загальнодержавних задач(зовнішня розвідка, державний бюджет, оптимізація обслуговування державного боргу) і задач високотехнологічних державних підприємств (АНТК «Антонов», Український державний геологорозвідувальний інститут,НВП «Карат»).Впроваджено застосування СКІТ в екології (зокрема, моделювання впливів споруд глибоководного суднового ходу «Дунай — Чорне море» на гідрологічні й морфодинамічні параметри у транскордонному контексті, прогнозування наслідків скидання вод АЕС у водосховища та прогнозування затоплення прибережних зон і заплав), енергозаощадженні (система «Маневр» для оптимізації рішень у задачах добового погодинного електричного і теплового навантаження енергоблоків теплоцентралі), геології й видобутку корисних копалин (система «Надра» для аналізу усталеного руху рідини в природних тривимірних багатокомпонентних ґрунтових об’єктах із повним або частковим вологонасиченням, програми моделювання та оброблення даних сейсморозвідки гео логічно-складних нафтогазових родовищ з наявністю ризикових розломів, зон тріщинуватості, соляних куполів), метеорології (сис- тема зведених гідрометеорологічних моделей з урахуванням супутникової інформації)тощо.
Обчислювальні ресурси СКІТ активно використовують понад 15 організацій НАН і МОНмолодьспорт України. Споживачів найбільшої частини ресурсів СКІТ наведено на рис. 2. Крім того, суперкомп’ютери застосовують Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна та низка установ НАН України: Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка, Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова, Донецький фiзико-технiчний інститут iм. О.О. Галкiна. Ще більше користувачів виходять на СКІТ через УНГ. Частка грід-задач за останні три роки зросла втричі — з менш ніж 6% до 18–20% від загального обсягу ресурсів комкомплексу СКІТ. Задачі, які вирішують за допомогою суперкомп’ютерів, часто взагалі неможливо розв’язати в інший спосіб із потрібною точністю чи детальністю.
Скіт-1
- 24-вузловий кластер на мікропроцесорах Intel Xeon
- Продуктивність
- Пікова продуктивність кластера: 255 Гфлопс1;
- Реальна продуктивність: 189 Гфлопс.
- [1] (1 Гфлопс = 1 млрд.операцій з плаваючою крапкою в секунду)
- Процесор:
- Тип процесора - одноядерний 32-розрядний Intel Xeon
- Тактова частота - 2,67 ГГЦ;
- Кеш - 512 Кбайт;
- Споживана потужність 60-100 Вт;
- Число процесорів у вузлі кластера - 2;
- Число ядер-процесорів у вузлі - 2;
- Оперативна пам'ять вузла - 2 ГБ;
- Система зберігання даних - обслуговує всі кластери, типу RAID5, глобальна файлова система загальним обсягом 20 Тбайт;
- Загальна споживана потужність - 8 кВа від мережі 380 В
Скіт-2
- 32-вузловий кластер на мікропроцесорах Intel Itanium2
- Продуктивність:
- Пікова продуктивність кластера 360 Гфлопс;
- Реальна продуктивність 280 Гфлопс;
- Процессор:
- Тип процесора - одноядерний 64-розрядний Intel Itanium2
- тактова частота - 1,4 ГГЦ;
- Кеш - 3 Мбайт;
- Споживана потужність 135 Вт;
- Число процесорів у вузлі кластера - 2;
- Оперативна пам'ять вузла - 2 ГБ;
- Число ядер-процесорів у вузлі - 2;
- Система зберігання даних - типу RAID5, глобальна файлова система загальним обсягом 20 Тбайт
- Загальна споживана потужність - 20 кВа від мережі 380В;
Скіт-3
- 127-вузловий кластер на багатоядерних процесорах
- 75 вузлів на двоядерних процесорах Intel Xeon 5160;
- 52 вузла на чотрирьохядерних процесорах Xeon 5345;
- Продуктивність:
- Пікова продуктивність кластера 7500 Гфлопс;
- Реальна підтверджена продуктивність (на 125 вузлах) 5317 Гфлопс;
- Процесор:
- Тип процесорів:
- двоядерний Intel Xeon 5160;
- тактова частота - 3,0 ГГЦ;
- кеш - 4 Мбайт;
- споживана потужність 80 Вт;
- число процесорів у вузлі кластера - 2;
- чотрирьохядерних Intel Xeon 5345 з архітектурою EM64T
- тактова частота - 2,2 ГГЦ
- кеш - 4 Мбайт;
- споживана потужність 80 Вт;
- число процесорів у вузлі кластера - 2;
- двоядерний Intel Xeon 5160;
- Тип процесорів:
- Оперативна пам'ять вузла - 2 ГБАЙТА на ядро, відповідно, 8 і 16 ГБ.
- Число ядер-процесорів у вузлі відповідно - 4 і 8, всього у кластері 716 ядер.
- Система зберігання даних - типу RAID5, глобальна файлова система Lustre загальним обсягом (у дзеркалі) 20 Тбайт.
- Загальна споживана потужність - 60 кВа від мережі 380 В.
Скіт-4
- 28-вузловий кластер на багатоядерних процесорах Intel Xeon E5-2600
Кластер базується на новітній платформі HP ProLiant Gen8 BladeSystems та має наступні характеристики:
- 28 вузлів на базі центральних процесорів Intel Xeon E5-2600 з частотою 2.6 ГГц;
- 448 обчислювальних ядер;
- 36 прискорювачів NVidia Tesla M2075 ;
- 1,8 ТБ оперативної пам’яті;
- інтегрований із загальним сховищем даних кластерного комплекса обсягом 120 ТБ;
- мережа передачі даних між вузлами Infiniband FDR 56 Гбіт/с.
Суперкомп'ютер у своєму складі має як класичні вузли з центральними процесорами, так і гібридні вузли з графічними прискорювачами. Кожен вузол має 16 ядер (32 у режимі HyperThreading), 64 ГБ оперативної пам’яті. Гібридні вузли додатково мають 3 прискорювача NVidia Tesla M2075.
В цілому кластер має наступні характеристики продуктивності:
- Пікова продуктивність 30 ТФлопс;
- Реальна продуктивність 18 ТФлопс.
СКІТ-4 інтегрований із високопродуктивним сховищем даних об'ємом 120 ТБ на основі паралельної файлової системи Lustre.
Висновки
Енергоефективність 788 Мфлопс/Вт виводить СКІТ-4 на рівень 99-ї позиції у світовому рейтингу найбільш екологічних суперкомп’ютерів Green500. Такий результат свідчить про збереження НАН України високого рівня та потенціалу в розробленні найсучаснішої комп’ютерної техніки. Проте за загальною продуктивністю СКІТ-4 відповідає лише 48 місцю в СНД і значно поступається найкращим зарубіжним суперкомп’ютерам. У світовому рейтингу Топ–500 від листопада 2012 р. є 8 російських суперкомп’ютерів, 4 польських, ізраїльський і словацький суперкомп’ютери — і жодного українського. В Росії більш як 50 комп’ютерів мають продуктивність понад 10 терафлопс (в Україні — лише СКІТ-4), швидкодія російського суперкомп’ютера «Ломоносов» на-ближається до петафлопсу. Ще потужнішим є суперкомп’ютер у Сарові, який будували на кошти «Росатома» і військового бюджету країни для завдань ядерної промисловості й оборони. Його продуктивність засекречено, але експерти оцінюють її в 10 петафлопс. Для порівняння, сумарна пікова продуктивність кластерів Українського національного гріду не перевищує 50 терафлопс. Відставання України в суперкомп’ютерній галузі збільшилося останнім часом у зв’язку з відсутністю державної політики підтримки розвитку високопродуктивних обчислень. Ще на початку 2010 р. Україна мала два суперкомп’ютери в першій половині Топ–50 СНД (top50.supercomputers.ru), а в 2005–2008 рр., коли розбудову українських суперкомп’ютерів активно підтримувала держава, — входила до першої десятки рейтингу СНД і посідала там до 5 позицій. Нині Україна вкрай потребує державної науково-технічної програми розвитку супер комп’ютерних технологій.
