Rozwinie prędkość z 1,4 do 7 petaflopsów – taka ma być już wkrótce moc obliczeniowa Orła, superkomputera z Poznania
Gdy oddano go do użytku, zajmował 79. miejsce na liście TOP500 – najszybszych komputerów świata*. To, co można obliczyć na nim w ciągu godziny, laptop z mozołem wykonałby w rok.
Orzeł (Eagle) wylądował w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym (PCSS) trzy lata temu. To nadal jeden z najpotężniejszych systemów na świecie. Składa się z około 1300 serwerów o łącznej liczbie 33 tysięcy rdzeni i 120 TB pamięci operacyjnej (RAM). Może też być podłączony do 42 petabajtów przestrzeni dyskowej.
W szybkości na polską skalę ustępuje tylko Prometheusowi, zbudowanemu przez Hewlett Packard na potrzeby krakowskiej Akademii Górniczo-Hutniczej, pędzącemu w obliczeniach do 2,4 petaflopsów. Ale, jak się właśnie dowiedzieliśmy w miejscu jego gniazdowania, być może już w przyszłym roku, dzięki zwiększeniu liczby procesorów, Orzeł będzie „szybował” z prędkością 7 petaflopsów.
Rozwinąć skrzydła
PCSS powstało w 1993 roku przy Instytucie Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu. Od tamtego czasu wiele się zmieniło. Działalność PCSS doprowadziła do uruchomienia najpierw pilotażowo szerokopasmowej, krajowej sieci naukowej POL-34, a następnie do stworzenia jej następcy, krajowej sieci „Polski Internet Optyczny”.
Superkomputer Orzeł składa się z około 1300 serwerów o łącznej liczbie 33 tysięcy rdzeni i 120 TB pamięci operacyjnej (RAM). Może też być podłączony do 42 petabajtów przestrzeni dyskowej
Tak powstał PIONIER, ogólnopolska sieć światłowodowa, wciąż rozbudowywana i łącząca nas z Europą. To 5653,89 km własnych światłowodów w Polsce, a kolejne tysiące kilometrów dzierżawionych w kraju i zagranicą. Łącznie sieć PIONIER utrzymywana przez PCSS eksploatuje ponad 9,2 tysiąca kilometrów światłowodów.
Główną siedzibą PCSS jest kompleks budynków Centrum Badawczego Polskiego Internetu Optycznego (CBPIO) przy ulicy Jana Pawła II. Powstało w 2015 roku. To obecnie 20 specjalistycznych laboratoriów ICT zintegrowanych z siecią PIONIER, dostępnych dla polskiego i zagranicznego środowiska naukowego.
Prace przy PRACE
Począwszy od uruchomienia pierwszego superkomputera CRAY Y-MP EL w 1993 roku, (dziś byłby to już raczej super-staruszek, ślimaczący się w tempie megaflopsowym, z 4 procesorami i 512 MB pamięci operacyjnej) PCSS wciąż rozwija usługi obliczeń dużej mocy w oparciu o superkomputery.
Od 2008 roku PCSS reprezentuje Polskę w konsorcjum PRACE.
To paneuropejska sieć komputerowa skupiająca jednostki z 26 krajów, partnerstwo na rzecz zaawansowanych obliczeń w Europie, umożliwiające dokonywanie odkryć naukowych oraz badań inżynieryjnych i rozwoju we wszystkich dyscyplinach. Dzięki temu polscy naukowcy, pracując nad wymagającymi wielkoskalowych obliczeń zagadnieniami, mają możliwość korzystania z najsilniejszych superkomputerów w Europie.
Tematyka obliczeń związana jest między innymi z symulacjami dot. kształtowania się planet czy czarnych dziur, łączenia się cząsteczek RNA, prognozowania pogody, dejonizacji wody czy procesów wulkanicznych
Uruchomiony na początku 2016 roku superkomputer Orzeł służy do obliczeń naukowych, jest też podstawą działalności Centrum Innowacji PCSS-Huawei. Ulokowany jest w centrum obliczeniowym w Budynku Sal Technologicznych, należącym obok części laboratoryjno-biurowej do CBPIO. Łączna powierzchnia budynków CBPIO to 7300 metrów kwadratowych (sama serwerownia, zlokalizowana na dwóch piętrach, zajmuje ponad 1600 metrów kw.). Systemy komputerowe w serwerowniach pobierają w ciągu doby ok. 1 megawata energii. To tyle prądu, ile zużywa się w domu jednorodzinnym przez ok. 5 lat.
Jak studzą Orła?
Tradycyjnie systemy komputerowe chłodzone są powietrzem, którego temperatura kontrolowana jest za pomocą energochłonnej infrastruktury. System komputerowy HPC „Orzeł/Eagle” chłodzony jest o 40 procent efektywniej, bo cieczą. Poza tym ciepło maszyny jest wykorzystywane do ogrzewania laboratoriów i biur. Projektując ogrzewanie kompleksu (CBPIO) wykonano połączenie pomiędzy budynkiem biurowo-laboratoryjnym, a systemem chłodzenia Orła. Do chłodzenia super-maszyny wykorzystywane są wymienniki, zainstalowane bezpośrednio na procesorach oraz kościach pamięci. Przepływa przez nie mieszanina glikolu i wody, chłodząc najbardziej gorące elementy. W ten sposób odprowadzane jest 80 procent ciepła generowanego przez system.
Ludzie i maszyny
Projekty PCSS obejmują współpracę z 927 jednostkami z 59 państw. Skupione są w obszarze technologii IT i dotyczą między innymi sieci nowych generacji, gridów, portali, bibliotek cyfrowych, klimatu, jakości powietrza, nowych źródeł energii, humanistyki cyfrowej, medycyny personalizowanej, inteligentnego rolnictwa, przemysłu 4.0 czy cyberbezpieczeństwa.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=qnrvNyRXObM
Źródło: PCSS / YouTube
Z mocy obliczeniowych PCSS korzystają astrofizycy, biolodzy, chemicy oraz fizycy. Tematyka obliczeń związana jest między innymi z symulacjami dotyczącymi kształtowania się planet czy czarnych dziur, łączenia się cząsteczek RNA, prognozowania pogody, dejonizacji wody czy procesów wulkanicznych. W samym PCSS pracuje obecnie 345 osób.
To w głównej mierze specjaliści, a także nowoczesna infrastruktura, pozwoliły od roku 2001 skutecznie pozyskiwać pieniądze na realizację projektów w konkursach europejskich programów ramowych oraz krajowych programów badawczych. PCSS zrealizowało ich już ponad 220, aktualnie prowadzonych jest ich 60, w tym 35 w ramach europejskiego programu Horyzont 2020.
*Lista TOP500 aktualizowana jest dwa razy w roku – w czerwcu i listopadzie. Ostatni ranking opublikowano w połowie ubiegłego miesiąca. W 54. edycji TOP500 Chiny i USA utrzymały dominację. Łączna wydajność 500 systemów nadal rośnie i obecnie wynosi 1,65 eksaflopsów. Pierwsza dziesiątka listy pozostaje niezmieniona. Prowadzą amerykańskie maszyny Summit i Sierra. Obie są superkomputerami zbudowanymi przez IBM z procesorami Power9 i procesorami graficznymi Nvidia Tesla V100. System Summit National Laboratory w Oak Ridge utrzymuje prowadzenie z wynikiem 148,6 petaflopsów. Drugi system Sierra w Lawrence Livermore National Laboratory ma 94,6 petaflopsów. Numer trzy to superkomputer Sunway TaihuLight (93 petaflopsów). Został opracowany przez Chińskie Narodowe Centrum Badań Inżynierii i Technologii Komputerów Równoległych (NRCPC) i działa w Narodowym Centrum Superkomputerów w Wuxi.
Najsilniejszy europejski system czyli szwajcarski Piz Daint z mocą o wartości 22 petaflopsów znajduje się na 6. miejscu. Prometheus z Krakowa jest na 241. miejscu, a Eagle przy zwiększeniu mocy obliczeniowej do 7 petaflopsów znalazłby się w pierwszej trzydziestce listy. Ostatnio był na niej rok temu zajmując 416 miejsce. Najpotężniejszym nowym superkomputerem na liście jest AiMOS (24. Miejsce) uzyskując wynik 8 petaflopsów. System zbudowany przez IBM jest instalowany w Nowym Jorku.