Система построена на базе 24 новейших двуядерных процессоров микроархитектуры Intel Core, объединенных высокоскоростным интерконнектом реального времени Infiniband.
Отличительными особенностями данной системы являются рекордные значения плотности вычислений и использование высокоскоростной сети обмена данными между вычислительными узлами с низкими уровнями задержки сигнала.
В качестве вычислительных узлов были использованы одноюнитовые (1U) серверы компании Intel с двумя двуядерными процессорами Intel Xeon серии 5100, работающими при пониженном напряжении питания и, соответственно, с пониженными значениями рассеиваемой тепловой мощности.
Это позволило создать компактное решение, в котором все компоненты системы - вычислительные узлы, коммутаторы Gigabit Ethernet, коммутаторы Infiniband и система бесперебойного питания – размещаются в одной стандартной закрытой 19-дюймовой стойке, в качестве которой был использован новый шкаф для электронного оборудования Varistar производства компании Schroff (Германия).
Шкаф имеет степень защиты IP54, что позволяет использовать мультипроцессорную систему не просто вне специально подготовленных кондиционированных помещений, а непосредственно в производственных помещениях без предъявления каких-либо требований к их обустройству.
Другой отличительной особенностью выбранной архитектуры является возможность гибкого масштабирования и наращивания возможностей системы. Архитектура вычислительных узлов и характеристики используемых чипсетов позволяют добиться удвоения вычислительной мощности без существенного увеличения теплового бюджета системы и с сохранением объемных характеристик.
Вычислительные узлы объединены двумя различными типами сетей, предназначенными для обмена данными в процессе вычислений и обмена обслуживающей информацией - сеть Gigabit Ethernet и Infiniband, каждая из которых коммутируется соответствующим коммутатором сети.
Использование сети Infiniband позволяет практически в 10 раз повысить скорость обмена данных между узлами и в 20-30 раз понизить задержки при передаче данных. Результаты реальных тестов, проведенных на УМС, определили значения скорости обмена по сети Infiniband в диапазоне от 700 до 1000 Мбайт/с с латентностью в диапазоне 3-4 мс.
Максимальная теоретическая вычислительная мощность текущей конфигурации составляет 447 ГФлопс при энергопотреблении 4,5 кВт. Таким образом, благодаря оптимизации архитектуры кластера по мощности и использованию низковольтных версий процессоров, достигнуто высокое значение вычислительной плотности 75 ГФлопс/кВт.
При этом общая архитектура построения УМС настолько гибка, что позволяет провести замену двухъядерных процессоров на четырехъядерные с ростом теоретической мощности до 890 ГФлопс.
"Компания Прософт уделяет большое внимание работам по созданию специализированных компьютерных платформ. Данный проект интересен тем, что впервые совместно с НИИВК и Fastwel нами был разработан мобильный вычислительный комплекс на базе самых современных технологий, обладающий рекордными значениями вычислительной плотности", – отметил генеральный директор компании Прософт Сергей Сорокин.
| Общие данные: | |
| Число вычислительных узлов | 12 |
| Число процессоров/ядер | 24/48 |
| Конструктив узла | 1U |
| Тип процессора | Два низковольных двухъядерных процессора Intel® Xeon® 5138, 2,33 ГГц с двухканальной системной шиной частотой 1333 ГГц, 40 Вт/процессор |
| Теоретическая пиковая производительность | 447 ГФлопс |
| Производительность на тесте Linpack | 340 ГФлопс, 76 % от теоретической |
| Тип ведущей сети обмена данных и скорость | Infiniband 10 Гбит/с |
| Задержка при передаче пакетов данных по ведущей сети | 3-4 мкс |
| Альтернативная сеть обмена данных | Gigabit Ethernet |
| Вспомогательная сеть | Gigabit Ethernet |
| Оперативная память узла | 4 Гбайт FBDIMM DDR2 667 MГц, расширяемая до 64 Гбайт |
| Дисковая память узлов | 2SATA Диска по 80 Гбайт |
| Операционная система | Red Hat Enterprise Linux 4 |
| Среда параллельного программирования | Intel MPI Library 3.0 |
| Компиляторы и библиотеки | GNU (gcc/g77), Intel C++ Compiler for Linux 10.0, Intel Fortran Compiler for Linux 10.0; Intel Math Kernel Library Cluster Edition 9.1 |
| Система питания и конструктив | |
| Количество монтажных шкафов вычислительного кластера | 1 |
| Занимаемая площадь | 0,6 м2 |
| Потребляемая мощность вычислительного кластера | 4,5 кВт |
| Система охлаждения | Воздушная принудительная с защитой от внешних воздействий IP54 |