Cori superkompyuteri

CORI SUPERKOMPYUTERI

Reja;

1.Cori superkompyuteri haqida

2.Cori superkomyuterini foydalanish sohasi

3.Cori bu ulkan tizim

Cori superkompyuterining o'rtacha ish stoli kompyuteridan taxminan 750 000 ko'proq disk hajmi mavjud.  Cori superkompyuteri nihoyatda tez va samarali. Lourens Berkli milliy laboratoriyasida (Berkli laboratoriyasi) Cray XC40 tizimi eng yuqori nazariy tezligi soniyasiga 30 petaflopsni tashkil qiladi va 30 petabayt disk hajmiga ega. Bu o'rtacha ish stoli kompyuteringizdan taxminan disk hajmidan 750 ming marta ko'pdir. Sodda qilib aytganda, bu dunyodagi eng kuchli beshinchi superkompyuter va u ayolga - taniqli biokimyogar Gerti Kori nomiga munosib nomlangan.

Gerti Kori - Olim

Gerti Kori (1896 yil 15-avgust - 1957 yil 26-oktabr) - glikogenning katalitik konversiyasini kashf etganligi uchun fan bo'yicha Nobel mukofotini olgan birinchi amerikalik ayol (va uchinchi ayol). Uning ishi bugungi kunda tibbiyotdagi ko'plab yutuqlarga, shu jumladan diabetni davolash uchun juda muhimdir. Ayol olimlari va tibbiyot sohasi mutaxassislari erkaklar osti deb hisoblangan davrda Pragada o'sgan qiz uchun uning yutuq darajasiga ko'tarilish oson ish emas edi. U Praga nemis universiteti tibbiyot maktabiga yo'l topdi, u erda eri Karl Ferdinand Kori bilan uchrashdi. Er-xotin tadqiqot sheriklariga aylanishdi va organizmda glyukoza qanday metabolizm qilinganini va ushbu jarayonni tartibga soluvchi gormonlarni aniqlashga e'tibor berishdi. Ammo Karldan farqli o'laroq, Gerti tadqiqot pozitsiyasini ololmadi. Ko'plab universitetlar ularning hamkorligidan dahshatga tushishdi. Ma'lum qilinishicha, ba'zilar "turmush qurgan juftlikning birgalikda ishlashi amerikalikka to'g'ri kelmaydi" deyishgan. Ushbu bayonotlar Corisni rad qilmadi. Ular Gertiga erining ish haqining o'ndan bir qismiga ilmiy sheriklik lavozimini taklif qilishlariga qaramay, ular nihoyat Missuridagi Vashington Universitetida ilmiy lavozimlarni egallashdi. Xuddi shu maqomga erishish uchun u 13 yil ishladi.

1943 yilda u nihoyat Vashington Universitetining biologik kimyo va farmakologiya tadqiqotlari dotsenti bo'ldi. Gerti Nobel mukofotini olishidan bir necha oy oldin u to'liq professor lavozimiga ko'tarilgan. Bugungi kunda ushbu meros Berkli laboratoriyasida har kuni Cori superkompyuterida ishlaydigan olimlar va tadqiqotchilar bilan davom etmoqda.

Cori - Superkompyuter

Cori misli ko'rilmagan hisoblash quvvatiga ega. Uning 7000 foydalanuvchisi kompyuter simulyatsiyalarini boshqarishi va o'ta miqyosda ma'lumotlar tahlilini o'tkazishi va har qachongidan ham tezroq ilmiy tushunchaga ega bo'lishi mumkin.

Masalan, hozirgi kunda tadqiqotchilar bugungi kunda ilmiy eksperimentlarda qo'llaniladigan kattaroq va qimmatroq mashinalarning o'rnini egallashi mumkin bo'lgan "stol usti" tezlatkichlarini ishlab chiqishda yordam beradigan simulyatsiyalarni olib borishmoqda. Boshqa olimlar simulyatsiya natijalaridan foydalanib, batareyalar uchun yangi materiallarni aniqladilar, bu esa elektr transport vositalarining turlarini va mobil telefonlar va planshetlar kabi oddiy qurilmalarning ishlash muddatini sezilarli darajada oshiradi.

Bundan tashqari, Cori dunyodagi eng murakkab muammolarni hal qilishga yordam beradi. U koinotning keng ko'lamli tuzilishini, atom atomlari zarralarini o'rganish, karbonat angidrid gazini olish va er ostida saqlash, yadro sintezi reaktsiyalari yordamida energiya ishlab chiqarish, dengiz suvini tuzsizlantirish va energiyani tejaydigan LED yoritishni o'rganish uchun kodlarni ishlaydi.

Cori Superkompyuteri Xalqaro qurilmada sintez energiyasini rivojlantirishga yordam beradi

26 iyul - Stiven Jardin bosh tadqiqotchi fizik va AQSh Energetika vazirligi (DOE) Prinston Plazma Fizikasi Laboratoriyasining (PPPL) hisoblash plazmasi fizikasi guruhi rahbari, boshliq olimlar plazmadagi uzilishlarni simulyatsiya qilish uchun 40 million yadro soatlik superkompyuter vaqtini yutib oldilar. olimlar ularni qanday qilib to'xtatish kerakligini bilib olishlari uchun termoyadroviy reaktsiyalarni to'xtatishi va termoyadroviy qurilmalarga zarar etkazishi mumkin. PPPL jamoasi o'zlarining topilmalarini termoyadroviy energiyasining amaliyligini namoyish etish uchun Frantsiyada qurilayotgan xalqaro tokamakka tegishli ITER-ga qo'llaydi. Natijalar ITER operatorlariga ushbu muassasada yuz beradigan katta miqdordagi buzilishlarni yumshatishga yordam berishi mumkin.

Yuqori darajadagi raqobatbardosh 2018 ASCR Leadership Computing Challenge (ALCC) mukofotini olish fiziklarga Lorens Berkli milliy laboratoriyasidagi Milliy Energiya Ilmiy Hisoblash Markazining (NERSC) eng yangi va eng kuchli superkompyuteri Cori-dagi uzilishni simulyatsiya qilish huquqini beradi. NERSC, AQSh Energetika Departamenti Ilmiy-tadqiqot muassasasi, ilmiy kashfiyotni hisoblash orqali tezlashtirish bo'yicha dunyoda etakchi hisoblanadi.
Barcha buzilishni modellashtirish

"Bizning maqsadimiz barqarorlikning to beqarorligigacha bo'lgan voqeaning oxirigacha bo'lgan barcha buzilishlarni rivojlanishini modellashtirishdir", dedi Jardin, ilgari plazma buzilishi bo'yicha tadqiqotlarni olib borgan. "Bizning dasturiy ta'minotimiz endi ITER buzilishining to'liq ketma-ketligini simulyatsiya qilishi mumkin.

Quyosh va yulduzlarni harakatga keltiruvchi termoyadroviy - bu yorug'lik elementlarining plazma shaklidagi birlashishi - erkin elektronlar va atom yadrolaridan tashkil topgan materiyaning issiq, zaryadlangan holati - bu katta miqdordagi energiya ishlab chiqaradi. Olimlar elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun deyarli bitmas-tuganmas quvvat manbai uchun Erdagi sintezni takrorlashga intilmoqda.

Parallel ravishda harakatlanadigan yuz minglab yadrolari bo'lgan Nobel mukofoti sovrindori biokimyogar Gerti Kori nomidagi superkompyuter Cori-da 40 million yadro soat mukofoti fiziklarga bir yadroli noutbuk uchun zarur bo'lgan narsalarni bir necha hafta ichida bajarishga imkon beradi. amalga oshirish uchun ming yillar. Yuqori samarali hisoblash mashinasi ITER uchun simulyatsiyalarni kengaytiradi va unchalik kuchli bo'lmagan kompyuterlar bajara olmaydigan boshqa vazifalarni bajaradi.

Cori-da jamoa asosan Jardin va PPPL fizigi Neyt Ferraro tomonidan ishlab chiqilgan M3D-C1 kodini boshqaradi. O'n yil ichida ishlab chiqilgan va takomillashtirilgan kod, buzilish simulyatsiyasini aniq natijalarga erishish uchun aniq natijalarga olib keladi. PPPL endi tekshiruv uchun joriy termoyadroviy inshootlari uchun o'xshash tadqiqotlar o'tkazish uchun koddan foydalanadi.

Simulyatsiyalar, taxminan, soniyaning o'ndan bir qismida boshidan oxirigacha rivojlanishi mumkin bo'lgan ITER buzilishlarini yumshatish strategiyasini ham qamrab oladi. Bunday strategiyalar PPPL jamoasi yaratishni maqsad qilgan yumshatilishlar ortidagi fizikani qat'iy tushunishni talab qiladi. Jamoa tarkibida Jardin va Ferraro bilan birga fizik Izabel Krebs va hisoblash bo'yicha olim Djin Chen ham bor.

PPPL, Princeton Universitetining Plainsboro shahridagi Forrestal kampusida, NJ plazmalar fizikasi - o'ta issiq, zaryadlangan gazlar haqida yangi bilimlarni yaratishga va termoyadroviy energiyani yaratish bo'yicha amaliy echimlarni ishlab chiqishga bag'ishlangan. Laboratoriya Amerika Qo'shma Shtatlaridagi fizika fanlari bo'yicha fundamental tadqiqotlarning eng yirik yagona qo'llab-quvvatlovchisi bo'lgan AQSh Energetika Departamentining Fan bo'limi uchun Universitet tomonidan boshqariladi va hozirgi zamonning eng dolzarb muammolarini hal qilish uchun ishlaydi. Qo'shimcha ma'lumot uchun, iltimos, Science.energy.gov (havola tashqi) sahifasiga tashrif buyuring  .

Milliy energetik tadqiqotlar ilmiy hisoblash markazining (NERSC) superkompyuter repertuariga eng so'nggi qo'shilgan Cray XC40 tizimi bo'lgan Cori, hozirda to'liq o'rnatilgan va ilmiy simulyatsiyalar va ma'lumot talab qiladigan ish oqimlarini qo'llab-quvvatlashga tayyor.

Yozda Cori-ning ikkita fazasi, ular birgalikda Intel Haswell va Xeon Phi Knights Landing (KNL) protsessorlarini o'z ichiga olgan 10 000 dan ortiq hisoblash tugunlarini o'z ichiga olgan bo'lib , bir yil oldin ochilgan Berkli laboratoriyasining yangi Shyh Vang zaliga to'liq qo'shildi . Mamlakatning eng energiya tejaydigan superkompyuter uskunalaridan biri bo'lgan Shyh Wang Hall-ning qurilishi Kaliforniya Universiteti tomonidan moliyalashtirilib, kommunal infratuzilma va kompyuter tizimlari AQSh Energetika vazirligi tomonidan ta'minlandi.

NERSC foydalanuvchilari hozirda eng yuqori ko'rsatkichi 30 petaflop / s bo'lgan yangi superkompyuterda turli xil ilmiy kodlarni ishga tushirmoqdalar.

"Cori bizning 6000 foydalanuvchimiz uchun superkompyuter qobiliyatining ulkan o'sishini ta'minlaydi va biz Cray va Intel bilan yaqindan hamkorlik qilib, olimlarning ikkalasi ham keng miqyosli simulyatsiyalarni bajarishlari va juda katta ma'lumotlar to'plamlarini tahlil qilishlari mumkin edi", dedi NERSC direktori Sudip Dosanj. "Biz ilm-fanga katta e'tibor qaratganmiz va Kori yaratadigan yutuqlardan juda xursandmiz".

Kori ikki bosqichda etkazib berildi. Cori Phase 1 - shuningdek, ma'lumotlar bo'limi deb ham ataladi - 2015 yil oxirida o'rnatildi va 12 ta shkaf va 1600 dan ortiq Haswell hisoblash tugunlarini o'z ichiga oladi. Uskuna va dasturiy ta'minot konfiguratsiyasi va navbat siyosati kombinatsiyasi orqali ma'lumotni talab qiladigan fanni va katta ma'lumotlar to'plamlarini tahlil qilishni qo'llab-quvvatlash uchun moslashtirildi. Difer konteynerlariga asoslangan ochiq kodli dasturiy ta'minot vositasi bo'lgan Shifter deb nomlangan NERSC innovatsiyasi, foydalanuvchilarga NERSC-dagi eksperimental muassasalardan ma'lumotlar to'plamlarini osonroq tahlil qilishga imkon beradigan dasturlardan biridir.

  2016 yil o'rtalarida o'rnatilgan Cori Phase 2 yana 52 ta shkaf va 9300 dan ortiq KNL hisoblash tugunlarini qo'shib, Kori-ni KNL protsessorlariga asoslangan ochiq fan uchun eng katta superkompyuter tizimiga aylantirdi. Cori-ning ikki bosqichi Cray Aries o'zaro aloqasi orqali birlashtirilgan bo'lib, u qimmat tashqi kalitlarga ega bo'lmagan holda keng miqyosli o'tkazuvchanlikni ta'minlaydigan ninachilik tarmog'i topologiyasiga ega.

"Cori - bu ulkan tizim", dedi Kori-ning joylashtirilishida muhim rol o'ynagan NERSC ning Advanced Technologies Group a'zosi Brayan Ostin. "Haqiqatan ham ajralib turadigan narsa - uchta o'ziga xos xususiyatga ega bo'lgan KNL protsessorlari: juda uzun vektorlar, yuqori tarmoqli kengligi xotirasi va energiyani tejaydigan ko'p sonli arxitektura."

Ko'proq saqlash, yaxshiroq kiritish-chiqarish

Cori hajmi va tezligidan tashqari, NERSC foydalanuvchilarining tobora ko'proq ma'lumot talab qiladigan ish oqimlarini qo'llab-quvvatlashga qaratilgan bir qator xususiyatlarni o'z ichiga oladi. Masalan, superkompyuter foydalanuvchilari har doim ko'proq saqlash va I / U ishlashini yaxshilashni qidirmoqdalar. Shu maqsadda Cori Cray DataWarp texnologiyasiga asoslangan Burst Buffer-ga ega. Burst Buffer, taxminan 1,5 TB / sek I / U o'tkazuvchanligini ta'minlaydigan NVRAM xotirasining 1,5 PB qatlami, hisoblash tugunlari xotirasi va Luster parallel fayl tizimi o'rtasida joylashgan. Parallel fayl tizimi sig'imga mos ravishda tuzilishi uchun I / U o'tkazuvchanlik kengligi talablarida boshoq bilan ishlov berish orqali dasturni kiritish / chiqarishni yaxshilashga mo'ljallangan.

Bundan tashqari, Cori's Luster skretchli fayl tizimi 700 Gb / s dan yuqori tarmoqli kengligi va 30 PB disk hajmini taqdim etadi, bu esa Intel Xeon Ivy Bridge protsessorlariga asoslangan Cray XC30 Edison-da 150 Gb / s va 7 PB ga nisbatan. NERSC, shuningdek, ma'lumotlarni real vaqtda tahlil qilish uchun foydalanuvchilarga uchidan-songa ulanish va o'tkazuvchanlikni ta'minlab, ma'lumotlarni samarali ravishda tizim ichida va tashqarisiga ko'chirish uchun Cori-ga dasturiy ta'minot tomonidan aniqlangan tarmoq xususiyatlarini qo'shdi.

"Bizning maqsadimiz - bu tarmoqni rejalashtirilgan manbaga aylanishiga imkon berish, bu ish va qurilmalarga bir vaqtning o'zida kompyuterda vaqtni va tarmoqdagi o'tkazuvchanlikni rejalashtirishga imkon beradi va keyin ajratilgan vaqt oralig'ida ishlaydi", dedi Jeyson Li , NERSC-da tarmoq muhandisi. "Bu muhandislarni tajribani o'tkazish uchun tarmoqni qo'lda o'rnatish zaruriyatidan xalos qiladi."

Cori-ning yana bir o'ziga xos xususiyati - bu ma'lumotlarni vaqtni sezgir tahlil qilish uchun real vaqtda navbat. Agar ularning ish joylari odatiy ommaviy tizim orqali joylashib bo'lmaydigan maxsus ehtiyojlarga ega bo'lsa, foydalanuvchilar buyurtma bo'yicha oz sonli tugunlarni so'rashlari mumkin.

"Biz ilgari superkompyuterimizda ishlamagan turli xil ish uslublari mavjud va real vaqtda navbat ulardan biri hisoblanadi", deydi Tori Deklerk, NERSC kompaniyasining kompyuter tizimlari muhandisi, Cori-ning etakchisi . “Haqiqatan ham navbat NERSC uchun juda qiyin, chunki bizda hech qachon bo'sh tsikl bo'lmaydi. Lekin biz har doim ba'zi tugunlarning mavjud bo'lishini tashkil qilishimiz mumkin. "

Exascale yo'lida

So'nggi bir necha oy davomida Cori foydalanuvchilari ushbu funktsiyalarni sinovdan o'tkazmoqdalar va NERSC Exascale Science Applications Program ( NESAP ) orqali KNL tugunlarini qo'shishga tayyorgarlik ko'rish uchun o'zlarining kodlarini optimallashtirishdi . NESAP orqali NERSC kod guruhlari va kutubxona va vositalarni ishlab chiquvchilar bilan hamkorlik qilib, ularning kodlarini tizimning ko'p qirrali arxitekturasi uchuntayyorlaydilar. Dastlabki amaliy amaliy tadqiqotlar natijalari, foydalanuvchilarga Cori uchun kodlarini optimallashtirishga yordam berishda NESAP-ning muvaffaqiyatini ta'kidlab o'tdi.

"NERSC xodimlari so'nggi ikki yil ichida NESAP dasturi orqali Kori uchun kodlarni tayyorlash uchun 20 dan ortiq guruhlar bilan ish olib borishdi va NERSC ushbu hamkorlik bilan ishlash va ularga rahbarlik qilish uchun tajribali muhandislar guruhini tuzdi", dedi Jek Deslipp, NERSC ning Application Performance Group uchun amaldagi guruh rahbari. "Amallar KNL arxitekturasiga moslashtirilgan bir qator dastlabki muvaffaqiyatli voqealar bilan o'z samarasini bermoqda."

NESAP orqali o'tkazilgan ko'plab "saboqlar" orasida Knight's Landing-ning turli xil texnik xususiyatlaridan foydalanishning ahamiyati katta: ko'p nayzalar, yuqori o'tkazuvchanlik xotirasi (MCDRAM) va keng vektorli ishlov berish birliklari. "Masalan, Cori-dagi KNL protsessorlari bilan siz har bir tsikldagi bir nechta vektorli ishlov berish bloklarida 32 ta FLOPni hisoblashi mumkin bo'lgan yadrolarni ko'rib chiqmoqdasiz", dedi Deslippe. "Bu tizimda mavjud bo'lgan ko'plab parallellikdan foydalanganliklariga ishonch hosil qilish uchun ishlab chiquvchilarni o'zlarining kodlarini ancha chuqurroq ko'rib chiqishga undaydi."

Bundan tashqari, chipda MCDRAM to'g'ri bo'lishi, xotira o'tkazuvchanligi kengligiga sezgir bo'lgan NERSC ish hajmining muhim qismini tezlashtirish imkoniyatini beradi. MCDRAM-dan samarali foydalana oladigan ushbu toifadagi kodlar ish samaradorligini 3 barobarga oshirayotganini ko'rishmoqda, dedi Deslippe. Kombinatsiyalangan Cori tizimi birinchi bo'lib DOE tadqiqotchilarining hisoblash spektrlarining to'liq spektrini, shuningdek, ma'lumotlar va hisob-kitoblarni intensiv ishlash bitta ish oqimining bir qismi bo'lgan paydo bo'ladigan ehtiyojlarni qondirish uchun ishlab chiqilgan bo'lib, bu muhim bo'ladi. kelayotgan exascale davrida, deya ta'kidladi Dosanj.

"Biz Cori-ning ajoyib tomonlarini ko'rgazmali kompyuterda ko'rishni kutmoqdamiz, shu jumladan, juda o'xshashlik va paket xotirasi", dedi u. "Bizning foydalanuvchilarimizning javoblari juda katta bo'ldi - ular Kori mavjud superkompyuterlarda iloji bo'lmagan ilm-fan bilan shug'ullanishga imkon berishini tushunishadi."

"Biz NERSC-8 Cori loyihasini 2012 yil boshida boshladik", deydi KETI Antipas, NERSC ilmiy hisoblash va ma'lumotlar xizmatlari bo'limi boshlig'i. "Bu juda uzoq yo'l edi va biz NORSC-da Korining ikkala fazasini birlashtirgan va haqiqiy ilm-fan dasturlarini ishlatishga tayyor bo'lishiga juda katta kuch beramiz".

NERSC va Berkli laboratoriyasi haqida
Milliy energetika tadqiqotlari ilmiy hisoblash markazi (NERSC) - AQSh Energetika Departamenti Ilmiy-tadqiqot muassasasi tomonidan Ilmiy tadqiqotlar uchun asosiy yuqori samarali hisoblash markazi bo'lib xizmat qiladi. Lourens Berkli milliy laboratoriyasida joylashgan NERSC markazi yonish, iqlimni modellashtirish, termoyadroviy energiya, materialshunoslik, fizika, kimyo, hisoblash biologiyasi va boshqa fanlarning ko'plab muammolarini o'rganadigan milliy laboratoriyalar va universitetlarning 7000 dan ortiq olimlariga xizmat qiladi. Berkeley Lab - Kaliforniya shtatining Berkli shahrida joylashgan DOE milliy laboratoriyasi. U tasniflanmagan ilmiy tadqiqotlarni olib boradi va AQSh Energetika vazirligi uchun Kaliforniya universiteti tomonidan boshqariladi. 

Foydalanilgan adabiyotlar

1.www.wikipedia.uz

2.www.NERSC.com

3.www.google.com