Суперкомпьютер с воздушным охлаждением оказался в топ-10 Green500

В отличие от топ-10 списка TOP500 мощнейших суперкомпьютеров мира за ноябрь этого года, который практически не изменился по сравнению с июнем (в элитный клуб попала лишь одна новая система под названием Piz Daint), в первую десятку свежего рейтинга Green500 самых энергоэффективных машин вошли практически одни новички. Примечательно, что большинство из этих суперкомпьютеров комплектовались системами жидкостного охлаждения. Тем не менее, занявшая второе место машина могла похвастать лишь старомодным воздушным охлаждением. Этот энергоэффективный суперкомпьютер находится в распоряжении ученых из Кембриджского университета. Называется он Wilkes.

Напомним, что список Green500 – равно как и TOP500 – является для IT-специалистов и разработчиков / покупателей суперкомпьютерных систем важным ориентиром, мерилом, с помощью которого можно оценивать и сравнивать системы. В то время как в TOP500 системы ранжируются исходя из результатов прогона теста LINPACK, в Green500 машины ранжируются по энергоэффективности. Вместо показателя производительности, выраженной во флопсах (показывает, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система), в Green500 отражается относительная производительность во флопсах на 1 ватт используемой системой электроэнергии.

По состоянию на ноябрь 2013 года самой “зеленой” машиной являлась японская Tsubame-KFC, в основе которой лежит комбинация центральных и графических сопроцессоров (GPU), дополненная системой иммерсионного охлаждения от Green Revolution Cooling (GRC). Однако занявший второе место британский суперкомпьютер Wilkes намного интереснее японской машины, так как он стал самой энергоэффективной вычислительной системой с воздушным охлаждением в мире. Относительная производительность этой машины равна 3.6 гигафлопса на 1 ватт. Примечательно, что Wilkes обошел машину Eurora (относительная производительность 3.2 гигафлопса на 1 ватт), находящуюся в ведении итальянской неправительственной организации CINECA, которая возглавляла рейтинг Green500 за июнь 2013 года.

Введенный в эксплуатацию в ноябре текущего года суперкомпьютер Wilkes является результатом партнерства исследователей из Кембриджского университета с компаниями Dell, NVIDIA и Mellanox. Поддержку проекту также оказывали Rolls Royce и Mitsubishi Heavy Industries. Отметим, что Wilkes стал самым быстрым университетским HTC-кластером Великобритании и самым быстрым гибридным суперкомпьютером (основан на связке GPU и CPU) европейской страны. В плане производительности он эквивалентен 4000 среднестатистическим настольным персональным компьютерам.

Создатели системы отмечают, что рекордно высокая энергоэффективность объясняется двумя основным факторам: очень высокая производительность на ватт благодаря внедрению графических сопроцессоров NVIDIA K20 и использование энергоэффективных серверов Dell T620. В основе HTC-кластера лежат 128 серверов Dell T620 и 256 графических ускорителей NVIDIA K20, соединенных между собой с помощью 256 межсоединительных устройств Mellanox Connect IB. Машина способна выдать 240 терафлопс по тесту LINPACK, что дает ей сто шестьдесят шестое место в списке TOP500 за ноябрь текущего года.

Суперкомпьютер, названный в честь пионера в области высокопроизводительных вычислений Мориса Уилкса (изобретатель микрокода и создатель первого компьютера с постоянным запоминающим устройством EDSAC, которое хранило программный код), был установлен на кампусе Кембриджского университета в рамках исследовательского проекта “SKA Open Architecture Lab”. Данная инициатива предполагает создание распределительной вычислительной системы для поддержки многонационального проекта SKA (Square Kilometre Array). Проект SKA, в свою очередь, предполагает создание радиоинтерферометра (инструмент для радиоастрономических наблюдений) общей площадью около одного квадратного километра (по сути, речь идет о крупнейшем в мире радиотелескопе). Ключевым условием успешной реализации данного проекта является создание крайне мощной HPC-системы для обработки огромного объема поступающих со SKA данных.

Примечательно, что на кампусе Кембриджского университета находятся сразу две HPC-системы, присутствующие в верхней части рейтинга TOP500. Наряду с Wilkes с его 240 терафлопсам там размещена система на базе процессоров Intel под названием Darwin, производительность которой по тесту LINPACK составляет 184 терафлопс. Обе системы в настоящее время размещены в машзалах ультра-эффективного центра обработки данных, где для оптимизации температурного режима вычислительных узлов используется комбинация испарительных охладителей и водяных теплообменников на монтажных сторонах серверных стоек. Коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) этого дата-центра равен 1.075. Новый дата-центр британцев на 30 процентов превосходит в плане энергоэффективности своего предшественника.