ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО СУПЕРКОМПЬЮТЕРНОГО ЦЕНТРА «СКИФ-СО РАН» НА ОСНОВЕ суперЭВМ РЯДА 4 «СКИФ»

«Страна,
желающая победить
в конкуренции, должна победить в вычислениях»
Deborah Wince-Smith,
президент Совета
по конкурентоспособности США

Сегодня критические (прорывные) технологии в государствах, развивающих науку и строящих экономику, основанную на знаниях, исследуются и разрабатываются на базе широкого использования высокопроизводительных вычислений.
Без серьезной суперкомпьютерной инфраструктуры:
невозможно развивать фундаментальные исследования в науке;
невозможно развивать перспективные технологии (биотехнологии,нанотехнологии, решения для энергетики будущего и т.п.);
невозможно создать современные изделия высокой (аэрокосмическая техника, суда, энергетические блоки электростанций различных типов) и даже средней сложности (автомобили, конкурентоспособная бытовая техника и т.п.);
невозможно быстрее конкурентов разрабатывать новые лекарства и материалы с заданными свойствами.

Предпосылки для создания регионального суперцентра «СКИФ - СО РАН»
Наличие в Новосибирске 3-х академий:
СО РАН; СО РАМН; СО РАСХН
Необходимость информационной и аналитической поддержки органов власти Новосибирской области (мониторинг экологических и социальных процессов в области)
Наличие крупных промышленных предприятий: НЗХК; ЭЛСИБ; НПО им. Чкалова и др.
Развитие Технопарка
Поддержка IT-фирм г. Новосибирска
Развитие Центра Компетенции СО РАН-Intel

Технологические предпосылки создания
центра «СКИФ-СО РАН»
Наличие ССКЦ КП СО РАН, имеющего свободные площади для размещения СуперЭВМ ряда 4 семейства «СКИФ»
Наличие квалифицированных кадров для обслуживания новой техники
Существующая инфраструктура передачи данных СО РАН
Технологические и методические наработки институтов СО РАН
Центр Компетенции по высокопроизводительным вычислениям СО РАН - Intel

Первая очередь
машинного зала ССКЦ
(70 кв. м.)
Вторая очередь машинного зала ССКЦ (70 кв. м.)
Открытие кластера НКС-30Т
(8 апреля 2009 г.)

Сервер с общей памятью
(hp DL580 G5)
Графическая станция SunBlade 2000
СИСТЕМА
ВИЗУАЛИЗАЦИИ
Ethernet
GigabitEthernet
FibreChannel
GE
GE
Кластер HKC-160
(hp rx1620)
В Ы Ч И С Л И Т Е Л Ь Н Ы Е Р Е С У Р С Ы С С К Ц К П
New !!! Кластер НКС-30Т
(hp BL2X220c)
ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
168 процессор.
Itanium 2,
1,6 ГГц;
InfiniBand,
Gigabit
Ethernet (GE);
> 1 ТФлопс.
100 процессор.
Intel Xeon Quad
Core Е5450,
3 ГГц;
InfiniBand,
GE;
4,8 ТФлопс.
4 процессора
Intel Xeon Quad
Core Х7350,
2,93 ГГц, (16 ядер);
256 Гбайт
общая память;
187,5 ГФлопс.
Параллельная СХД
НКС-160
6 Тбайт (max-2 Пбайт)
СХД сервера
с общей памятью
9 Тбайт (max-48 Тбайт)
СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ
ДАННЫХ (СХД)

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
РАБОТЫ ССКЦ КП
Обеспечение работ институтов СО РАН и университетов Сибири по математическому моделированию в фундаментальных и прикладных исследованиях.
Координация работ по развитию суперкомпьютерных центров РАН Сибири, осуществляемая Советом по супервычислениям при Президиуме СО РАН.
Организация обучения специалистов СО РАН и студентов университетов (НГУ, НГТУ) методам параллельных вычислений на суперкомпьютерах (поддержка ежегодных зимних и летних школ по параллельному программированию для студентов).
Сотрудничество с INTEL, HP и промышленными организациями, тестирование новых процессоров.
Сетевое взаимодействие с другими Суперкомпьютерными центрами СО РАН, Москвы и других городов России, а также зарубежных стран, совместная разработка технологий распределенных вычислений.
Центр обеспечивает вычислительными и консалтинговыми услугами 22 Института СО РАН, 3 университета, ФГУП «Вектор», НТЦ «Schlumberger».

Гранты, при выполнении которых
использовались услуги ССКЦ в 2008 г.
Всего грантов, программ
и проектов — 98
Из них Российских — 95, Международных — 3.
Грантов РФФИ – 37
Программ РАН – 16
Проектов СО РАН – 27
Программ Минобразнауки – 9
Другие – 9
_______________________________
Всего публикаций – 115
Российских – 64
Зарубежных –51
Гранты по институтам:
Вектор – 1
ИВМиМГ – 35
ИВТ – 1
ИК – 5
ИКЗ (Тюмень) – 1
ИНГГиГ – 4
ИНХ – 1
ИТ – 3
ИТПМ – 12
ИФП – 2
ИХиХТ (Красноярск) – 1
ИХКиГ – 3
ИЦиГ – 17
ИЯФ – 3
НГТУ – 7
НГУ – 1
НИИ М МГУ (Москва) – 1

БОЛЬШИЕ ЗАДАЧИ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Конвекция в мантии Земли
ИГиМ, ИВМиМГ СО РАН
Термоаэродинамика летательных аппаратов
ИТПМ СО РАН
Эволюция протопланетной системы
ИК, ИВМиМГ СО РАН
Геномика, протеомика и биоинформатика
ИЦГ СО РАН
Прямые и обратные 2D и 3D задачи геофизики
ИНГГиГ, ИВМиМГ СО РАН
Моделирование полупроводниковых квантовых
наноустройств
ИФП СО РАН

Наращивание вычислительных мощностей ССКЦ до 30 – 40 ТFlop/s,
в перспективе до 100. Создание на базе ССКЦ мощного центра коллективного пользования по высокопроизводительным вычислениям (HPC) на базе технических средств (HW) и программного обеспечения (SW) Intel.
Отслеживание современных тенденций в области HPC, включая графические ускорители (GPU) и IBM Cell.
Объединение основных вычислительных ресурсов ССКЦ, НГУ и Центра «Биоинформационных технологий», формируемого на базе ИЦиГ в рамках Программы «ГЕНОМИКА, ПРОТЕОМИКА И БИОИНФОРМАТИКА», организация их промышленной эксплуатации.
Развитие Центра Компетенции по высокопроизводительным вычислениям СО РАН – Intel.
Участие в создании Сибирского сегмента Grid по HPC, объединяющего ресурсы высокопроизводительных вычислительных мощностей Новосибирска, Томска, Красноярска, Иркутска в единый пул вычислительных ресурсов.
К СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ ССКЦ КП СО РАН

РЕШЕНИЕ «СКИФ» РЯДА 4
Решение превосходящее достижения в индустрии высокопроизводительных систем
Уникальное по вычислительной плотности решение
в индустрии — 24 TFLOPS в стойке (до 10.67 CPU на 1U)
Максимально эффективное водяное охлаждение платы
Отсутствие подвижных элементов на плате. Бесшумность работы.
Линейка развития до 2012 года на базе текущего решения
Возможность построения до 1 PFLOPS в 2009 году
и до 5 PFLOPS в 2011 году
Использование процессоров Intel Xeon 55xx
и Intel Solid State Disk

Характеристики СуперЭВМ ряда 4 семейства «СКИФ» (2009 г.)
Универсальная Архитектура Сети:
Отечественная сеть 3D Тор: малые времена обмена сообщениями, большая пропускная способность
Коммутируемая сеть Infiniband QDR
Сеть глобальной синхронизации узлов (тик, семафоры/барьеры, и пр.)
3 независимых сети мониторинга и управления
Высокая плотность: более 10 CPU в 1U
Передовое жидкостное охлаждение – отказоустойчивость и рекордно низкая стоимость владения
Высокая надежность за счет полного отсутствия движущихся частей
Гибридные вычисления – ускорители на ПЛИС
*
СКИФ-ГРИД © 2009 Все права защищены
Слайд

Шасси – самодостаточный элемент
Бесшумность (нет движущихся механических частей)
Производительность: 3 TFLOPS
32 узла, 64 процессора, 256 ядер (на основе Intel Xeon 5500)
Энергопотребление — до 12 КВатт
Размеры:
6U (В) × 460 мм (Ш) × 1600 мм (Г)
Два дополнительных управляющих узла (на каждые 16 стандартных узлов)
Встроенный IB switch
40 свободных портов IB QDR
Управление через сенсорный экран
*
СКИФ-ГРИД © 2009 Все права защищены
Слайд

ПАРТНЕРСТВО В РАЗРАБОТКЕ «СКИФ» РЯДА 4
СуперЭВМ ряда 4 семейства «СКИФ» создаются силами ИПС РАН в технологическом партнерстве с западными и отечественными участниками разработки:
Eurotech, Италия
Intel, США
Альт Линукс, НИЦЭВТ (Россия) и другие исполнители программы «СКИФ-ГРИД»
Участие ИВМиМГ СО РАН: создание системного
и прикладного программного обеспечения, ориентированного на параллельную реализацию больших численных моделей
на «СКИФ-СО РАН»