Суперкомпьютер SuperMUC

SuperMUC находится на шестой позиции в рейтинге Top 500 мощнейших суперкомпьютерных систем в мире по данным на ноябрь 2012г. Производительность системы составляет 2,8 петафлопс. SuperMUC был разработан компанией IBM и установлен в Суперкомпьютерном Центре им. Лейбница, который служит главным компьютерным центром для Мюнхенских университетов и Баварской Академии Наук.

Суперкомпьютер создан на базе IBM iDataPlex и использует 155000 процессорных ядер. В системе установлено 18432 процессора Intel Xeon E5-2680 и 820 процессоров Intel Xeon E7-4870. Объем оперативной памяти составляет 340ТБ. Для хранения данных доступно более 10ТБ дискового пространства под управлением файловой системы IBM GPFS. Интересной особенностью суперкомпьютера является разработанная IBM система охлаждения Aquasar, которая охлаждает процессоры горячей водой с температурой до 40°С, что позволяет сократить общее энергопотребление на 40%.

SuperMUC состоит из большого числа «тонких» вычислительных узлов средней мощности, каждый из которых обладает пиковой производительностью в несколько сотен гигафлопс, и нескольких десятков мощных «толстых» вычислительных узлов, оснащенных большим объемом разделяемой памяти. Сетевое соединение узлов позволяет добиться идеального линейного масштабирования приложений вплоть до уровня в 10 000 задач.

В составе SuperMUC находится 18 блоков с «тонкими» узлами и один блок с «толстыми» узлами, который также применяется для поддержки системы миграции SuperMIG. Каждый блок содержит более 8192 ядер. Все вычислительные узлы в рамках одного блока соединяются посредством технологии Infiniband с полностью неблокируемой архитектурой (FDR10 в случае тонких узлов / QDR для толстых узлов). SuperMUC работает под управлением ОС SUSE Linux Enterprise Server, позволяющей выполнять частотное масштабирование.

«SuperMUC работает во много раз эффективнее своего предшественника. Мы используем частотное масштабирование, являющееся функцией ядра Linux в системе SUSE Linux Enterprise там, где это возможно. Это позволяет нам запускать приложения в наиболее оптимальном режиме. Мы стараемся задействовать новые средства обеспечения энергоэффективности, встраиваемые в Linux», - сообщил Герберт Губер, глава подразделения высокопроизводительных систем Суперкомпьютерного Центра им. Лейбница.

SuperMUC использует революционную схему водяного охлаждения, разработанную IBM. Активные компоненты, такие, как процессор и память, напрямую охлаждаются водой с рабочей температурой вплоть до 40°С. «Система высокотемпературного жидкостного охлаждения» в сочетании с инновационным программным обеспечением позволяет существенно снизить энергопотребление системы. Более того, отработанное тепло используется для отопления зданий Суперкомпьютерного Центра.

Энергопотребление суперкомпьютера гораздо ниже в сравнении с системами, обладающими аналогичным уровнем производительности. Как сообщил проф. Боде, «Уникальная схема прямого водяного охлаждения делает SuperMUC крайне энергоэффективным. Процессоры и оперативная память напрямую охлаждаются теплой водой, и отсутствует необходимость в создании дополнительной охлаждающей инфраструктуры. Данная схема была разработана IBM специально для SuperMUC. Использование процессоров Intel и новейшего программного обеспечения позволяет еще больше сократить энергопотребление».

Для питания суперкомпьютера требуется всего лишь 3,52МВт электроэнергии, что значительно снижает затраты на содержание системы. Среднее энергопотребление SuperMUC составляет 217,2кВт в день и 155,7кВт в месяц.

Руководитель Суперкомпьютерного Центра им. Лейбница, Профессор Арндт Боде, особо отметил удобство работы с системой: «Процессоры SuperMUC оснащены стандартным набором инструкций, таким же, как на ноутбуках, персональных компьютерах и серверах. Это значительно упрощает программирование SuperMUC  в сравнении со многими другими суперкомпьютерами, требующими более сложной процедуры адаптации программного кода».

Суперкомпьютер будет использоваться для широкого спектра исследовательских работ, в том числе для моделирования кровотока в области искусственного сердечного клапана, разработки малошумных самолетов и проведения исследований в области геофизики, в том числе, изучения землетрясений. SuperMUC, помимо всего прочего, оснащен мощными системами визуализации: огромным стереоскопическим экраном с разрешением QuadHD и пятисторонней системой погружения в виртуальную реальность под названием CAVE (пещера), которые предназначены для визуализации трехмерных наборов данных в таких областях, как наука о Земле, астрономия и медицина.