Суперкомпьютер JUQUEEN

Германия служит домом для целого ряда суперкомпьютерных систем. Согласно списку Top 500 за ноябрь 2012г, три из десяти мощнейших суперкомпьютеров в Европе установлены в Германии (1 место, 2 место и 9 место по Европе). В мировом рейтинге эти системы занимают пятое, шестое и 27е места соответственно.

Все три системы принадлежат Немецкому Суперкомпьютерному Центру им. Гаусса. Самая мощная из них, JUQUEEN, обладающая производительностью в 5 петафлопс и созданная на базе IBM Blue Gene/Q, установлена в Суперкомпьютерном Центре г. Юлих. Вторая по мощности система, SuperMUC, установлена в Суперкомпьютерном Центре им. Лейбница. Она обладает производительностью в 3,2 петафлопс и построена на основе IBM iDataPlex. Суперкомпьютер под названием HERMIT на базе Cray XE6 обладает производительностью в 1 петафлопс и находится в Центре Высокопроизводительных Вычислений г. Штутгарт.

Суперкомпьютер JUQUEEN занимает 24 стойки и состоит из 24576 вычислительных узлов (393216 процессорных ядер) и 216 узлов ввода/вывода. Каждый узел включает в себя 16-ядерный процессор IBM PowerPC A2 и 16ГБ оперативной памяти. Емкость устройств хранения данных составляет 393ТБ. В основе JUQUEEN лежит архитектура IBM POWER, величина отношения производительность/энергопотребление для него составляет около 2 гигафлопс/Вт. JUQUEEN работает в пять раз эффективнее, чем его предшественник, JUGENE. Система прямого водяного охлаждения, предназначенная для охлаждения процессоров, является одним из способов снижения энергопотребления системы.

JUQUEEN является первым суперкомпьютером в Европе, достигшим пиковой производительности в 5 петафлопс (что примерно соответствует мощности 100000 ПК). После выполнения модернизации, увеличившей размер системы с 8 до 24 стоек, JUQUEEN смог подняться на три пункта в списке Top 500. Руководство Немецкого Суперкомпьютерного Центра им. Гаусса особо отмечает, что основными целями при разработке системы JUQUEEN были достижение максимальной энергоэффективности и стабильности работы, несмотря на то, что рейтинг суперкомпьютеров составляется на основе результатов, достигнутых в бенчмарке Linpack.

393216 процессорных ядер позволяют решать множество серьезных задач. «Основной целью JUQUEEN является поиск ответов на крупные и сложные научные вопросы – так называемые Большие Вызовы», - утверждает Томас Липперт, руководитель Суперкомпьютерного Центра г. Юлих. «Вычислительная мощность системы может быть использована для реализации проектов в самых разных областях, таких, как нейронауки, вычислительная биология, энергетические и климатические исследования. Система также позволяет выполнять вычисления в области квантовой физики с недоступной ранее точностью».

«JUQUEEN является блестящим примером реализации арихтектуры IBM POWER с точки зрения достигнутого уровня производительности и энергоэффективности», - заявила Мелани Фукс, менеджер по высокопроизводительным вычислениям в немецком филиале IBM. «Суперкомпьютеры такого уровня предоставляют больше возможностей, чем когда-либо, для разработки новых интеллектуальных решений в таких областях, как биологические науки и энергетические исследования».

Ученые из Юлиха участвовали в совместном проекте IBM  и Исследовательского Центра г. Юлих, в рамках которого они имели доступ к ранним версиям архитектуры Blue Gene/Q, что позволило им адаптировать разрабатываемые приложения к прототипу будущего суперкомпьютера. На JUQUEEN уже выполняются ресурсоемкие вычисления в области физики элементарных частиц, а также изучаются фазовые переходы в материалах, используемых для создания устройств хранения данных. Более того, специалисты в области нейронаук используют новую систему для моделирования активности в структурах головного мозга. JUQUEEN будет участвовать в проекте Human Brain Project, главной целью которого является моделирование человеческого головного мозга. Данный проект является одним из шести претендентов на получение гранта объемом до одного миллиарда евро в рамках европейской программы FET flagship.

JUQUEEN  в равных долях финансируется федеральным и местным правительством, система управляется Суперкомпьютерным Центром г. Юлих в рамках исследовательской программы Ассоциации Гельмгольца. Доступ к суперкомпьютеру имеют ученые и исследователи как из самой Германии, так и со всего мира. Распределение 65% рабочего времени осуществляется через две суперкомпьютерные сети: Суперкомпьютерный Центр им. Гаусса, представляющий собой консорциум из трех национальных вычислительных центров, расположенных в г. Юлих, Гархиг и Штутгарт, и Европейскую Исследовательскую Инфраструктуру PRACE. Оставшаяся часть времени предоставляется пользователям Исследовательского Центра г. Юлих и Союза Исследователей Юлих-Ахен (JARA).